Pembaharuan adalah proses yang terdiri daripada penukaran hidrokarbon dengan rantai mudah kepada hidrokarbon dengan rantai atau cincin bercabang. Ia adalah tindak balas yang biasanya bertujuan untuk menghasilkan bahan api dengan nombor oktana tinggi daripada pecahan ringan minyak mentah atau produk retak. Antara produk ini, kita boleh membezakan petrol motor dan hidrokarbon yang mengandungi cincin aromatik; ia biasanya BTX, yang merupakan campuran benzena, toluena dan xilena. Pembentukan semula petrol memerlukan banyak tindak balas khas: penyahhidrogenan naphthenes, penyahhidrocyclisation parafin, hidrodealkilasi hidrokarbon alkil-aromatik, perengkahan hidro, dan isomerisasi parafin. Proses pembaharuan memberikan bahan yang sesuai yang diperlukan untuk menyusun bahan api. Pada masa yang sama, proses tersebut menghasilkan gas hidrogen yang merupakan reagen berharga semasa proses hidro seperti penapisan hidro atau hydrocracking.
Nombor oktana
Penunjuk yang mentakrifkan sifat anti-letupan bahan api yang digunakan untuk memacu enjin pembakaran dengan penyalaan percikan dipanggil nombor oktana. Dalam amalan, ia adalah rintangan bahan api yang ditentukan secara konvensional terhadap ketukan enjin, yang melibatkan pertumbuhan mendadak kadar pembakaran. Nombor oktana dikira dengan perbandingan. Rintangan bahan api yang diuji terhadap pembakaran letupan dibandingkan dengan rintangan yang ditunjukkan oleh campuran standard yang mengandungi n-heptana dan isooktana. Pada tahap tertentu, ia adalah sejenis skala kualiti bahan api. Isooctane mencerminkan kelas terbaik, iaitu, bahan api dengan pembakaran yang paling diingini, jadi nombor oktananya ialah 100. Hanya bahan api dengan kandungan 100%isooctane, atau campuran yang setara, mempunyai kadar yang begitu tinggi. Sementara itu, n-heptana ialah titik bertentangan pada skala, jadi kedua-dua sebatian dan campuran yang sama dari segi pembakaran mempunyai nombor oktana bersamaan dengan 0. Contoh yang bagus ialah bahan api paling popular yang boleh kita temui di stesen minyak. Bahan api yang ditetapkan sebagai Pb97 hanyalah campuran yang mengandungi 97%isooktana dan 3%n-heptana. Ia mungkin juga sebatian lain, tetapi ia sentiasa perlu sepadan dengan hidrokarbon tersebut dari segi kemudahan pembakaran dan mengekalkan perkadaran yang sama dalam campuran. Begitu juga, petrol dengan indeks 95 mengandungi 95%isooktana dan 5%n-heptana (atau bahan yang serupa). Inilah sebabnya mengapa ia dipanggil petrol 95-octane atau 98-octane.
Sejarah reformasi
Amalan pembaharuan telah diterapkan dalam industri sejak tahun 1930-an. Untuk mendapatkan petrol dan sebatian aromatik yang lebih berkualiti, pembaharuan telah dijalankan pada suhu yang sangat tinggi (510–590 o C) dan di bawah tekanan 5–7 MPa. Pada masa yang sama, kaedah menggunakan pemangkin sedang dibangunkan. Di Jerman, mereka membangunkan pemangkin katil tetap yang dijana semula secara kitaran yang mempunyai bentuk molibdenum oksida yang ditetapkan pada aluminium oksida (MoO 3 /Al 2 O 3 ). Di AS, mereka menggunakan set mangkin platinum katil tetap yang tidak dijana semula pada aluminium oksida (Pt/Al 2 O 3 ). Sejak 1952, peranannya di Amerika Syarikat telah diambil alih oleh pemangkin katil tetap baharu: platinum pada pembawa silikat aluminium (Pt/SiO 2 •Al 2 O 3 ), yang mengatasi pendahulunya dengan kemungkinan penjanaan semula berkala. Pada tahun 1955, buat pertama kalinya mereka menggunakan pendekatan baru sepenuhnya yang melibatkan fasa mudah alih pemangkin Cr 2 O 3 /Al 2 O 3 , yang tertakluk kepada penjanaan semula berterusan, dan pemangkin MoO 3 /Al 2 O 3 dalam bendalir. sistem, juga dengan penjanaan semula berterusan. Pada tahun-tahun berikutnya, kaedah pembaharuan yang berkaitan telah dibangunkan termasuk pemangkin polimetal dwilogam baharu yang digunakan pada pembawa. Ini termasuk khususnya Pt-Re, Pt-Ir dan Pt-Sn. Hanya kombinasi sedemikian memastikan kestabilan dan pemilihan proses yang diingini.
Bahan mentah yang digunakan dalam pembaharuan
Bahan mentah langsung dalam proses pembaharuan adalah sebatian kimia oktana rendah yang diperoleh melalui penyulingan petrol berat dan bahan mentah lain dengan takat didih antara 60 hingga 190 o C. Disebabkan sekatan yang berkaitan dengan kandungan benzena dalam petrol, bahan mentah yang digunakan bahan tidak boleh menunjukkan kehadiran prekursor benzena seperti naftena C 6 . Ini menunjukkan bahawa takat didih bahan mentah yang berkaitan tidak boleh lebih rendah daripada 85 o C jika matlamatnya adalah untuk menghasilkan komposit bahan api yang berpotensi. Ciri-ciri bahan mentah yang paling diingini juga termasuk kandungan hidrokarbon aromatik yang lebih rendah daripada 20%(v/v), dan nilai agregat naphthenes dan aroma adalah lebih tinggi daripada 60%(v/v).
Proses reformasi
Parameter terpenting yang diperlukan untuk memulakan proses pembaharuan adalah suhu dan tekanan tinggi. Pada masa ini, keadaan yang paling biasa digunakan termasuk suhu 480–550 o C dan tekanan 0.7–3 MPa gas kaya hidrogen, dan penggunaan pemangkin. Ini biasanya mengandungi 0.3–0.37%m/m platinum serta sejumlah kecil renium, iridium atau germanium, yang dipanggil pemangkin bimetal / polimetalik. Fraksi petrol dan minyak tanah yang takat didihnya lebih rendah daripada 190 o C biasanya tertakluk kepada penapisan hidro awal, yang membolehkan untuk mengeluarkan sebarang sebatian yang menyebabkan pemangkin dinyahaktifkan. Suhu proses yang tinggi dan pemangkin khusus kontemporari memulakan pengisomeran rantai hidrokarbon alifatik yang ringkas kepada struktur aromatik bercabang. Isomerisasi melibatkan dehidrasi hidrokarbon yang terdapat dalam bahan mentah, diikuti oleh kemisorpsinya pada pusat logam. Ini mengakibatkan pembentukan hidrokarbon naftena, dari mana hidrogen berpisah, dengan transformasi kepada hidrokarbon aromatik yang sesuai yang mengalami kitaran. Parafin yang terdapat dalam bahan mentah mungkin mengalami perengkahan hidro yang perlahan, manakala olefin (tidak diingini pada kepekatan tinggi) berubah menjadi isoparafin melalui hidroisomerisasi. Daripada bentuk itu, kitaran seterusnya mungkin berlaku. Naphthenes wujud dalam bentuk siklopentana dan sikloheksana pada kadar 18–50%, dengan yang terdahulu wujud. Sebatian yang terakhir mengalami dehidrasi untuk menghasilkan aroma. Seperti kebanyakan tindak balas yang berlaku semasa pembaharuan, ia adalah proses endotermik dan boleh diterbalikkan. Siklopentana mengalami penyahhidrocyclisation lengkap dengan penghasilan aroma. Penyahhidrocyclisation alkilpentana ialah proses berperingkat yang merangkumi: penyahhidrogenan kepada sikloolefin, pengisomeran daripada sikloolefin lima hingga enam segmen, penghidrogenan kepada naphthenes, dan penyahhidrogenan kepada hidrokarbon aromatik. Contoh kitaran transformasi sedemikian boleh menjadi rantai al. methylcyclopentane – methylcyclopentene – cyclohexene – cyclohexane – benzene. Memandangkan semua proses (kecuali pengisomeran) yang dilakukan semasa reformasi adalah endotermik, peningkatan suhu dan tekanan rendah memberi kesan yang baik terhadap prosedur tersebut. Untuk mengelakkan pemendapan kok reforming pada mangkin, dan dengan itu penyahaktifannya, tekanan hidrogen yang meningkat digunakan.
Hasil pembaharuan
Hasil segera pembaharuan termasuk pemformatan mentah yang bilangan oktananya meningkat kepada lebih kurang. 90 berbanding dengan bahan mentah, serta gas petroleum cecair dan hidrogen. Untuk meningkatkan kualiti format semula, ia disucikan dengan mencuci dengan pelarut, yang menghasilkan pembentukan petrol mentah. Ini, seterusnya, diperkaya dengan menambah komponen yang sesuai. Sumber: https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/reforming;3966646.html https://www.naukowiec.org/wiedza/chemia/reforming-izomeryzacja-_1190.html Z. Sarbak „Reforming katalityczny”