ISOMERIZACIN. La isomerizacin es una parte pequea pero importante de los procesos de una refinera. El butano se isomeriza a isobutano para luego ser utilizado para la alquilacin del isobutileno y otras olefinas. La fraccin de 5 y 6 tomos de carbono que viene naturalmente en la gasolina, se isomeriza para dar productos de gran octanaje que despus se mezclarn con gasolinas de bajo ndice de octano.Proceso qumico mediante el cual una molcula es transformada en otra que posee los mismos tomos pero dispuestos de forma distinta. De este modo, se dice que la primera molcula es un ismero de la segunda, y viceversa.

El proceso de isomerizacin del butano fue desarrollado durante la segunda Guerra Mundial. El catalizador utilizado fue AlCl3 . En la actualidad, se prefiere utilizar un catalizador dual como por ejemplo platino en zeolitas. Las dos funciones que tienen lugar son la funcin cida (zeolitas) y la funcin hidrogenante-deshidrogenante en el metal. Es harto conocido en las industrias del petrleo que cuanto ms ramificado es un alcano mayor compresin resistir sin inflamarse espontneamente (sin detonar) . Permitir, por tanto, utilizar un pistn con mayor relacin de compresino sea ms eficaz . Las industrias del petrleo comparan el comportamiento de una gasolina con el del n-heptano.La isomerizacin de alcanos es un proceso muy importante en las industrias del petrleo. Los combustibles se someten a un proceso de isomerizacin para aumentar la cantidad de alcanos ramificados y mejorar as su comportamiento en los motores de los automviles.

Otro tipo de catalizador usado son los obtenidos por combinacin de metales de transicin o sus xidos con xidos cidos, aumentando bastante su actividad (cido-Electrnicos)

ISOMERIZACIONCATALITICA

Laisomerizacinesuncasoparticulardereformacin,dondelos hidrocarburos,parafnicos normalesisomerizanaramificados,mejorandosustancialmenteelnumerode,octano.Lascargasmsaptassonloscortesdemenosde70Cdepuntodeebullicin, compuestosfundamentalmenteporpentanosyhexanos.Lareaccinqumicatpicasera:

C-C-C-C-CC-C-C-CCnpentano(RON62)isopentano(RON92)

Ademsdelusoenlaindustriadelpetrleocomomejoradordelasmezclas paramotonaftas,elprocesodeisomerizacintieneampliaaplicacinenpetroqumica, comopor,ejemploenlaobtencindeisopreno(produccindecauchosinttico),por deshidrogenacin,delisopentano.Enlasrefinerassueleisomerizarseelnormalbutanoparaobtenerisobutano,cargadeunidadesdealquilacin.Lasreaccionesdeisomerizacindeparafinasdebajopesomolecularson, termodinmicamenteprobablesabajastemperaturas(100150C),auquelavelocidad de,reaccinesmuybaja.Elusodecatalizadorespermiteponerlosparmetrosde selectividady,rendimientodentrodevalorestecnolgicamenterazonables.Losprimeroscatalizadoresusadoserancompuestosconclorurodealuminio,siendo, abandonadosporsufaltadeselectividadaldarreaccionessecundariascomoelcraqueo,corrosinporformacindecidoclorhdrico.LoscatalizadoresbifuncionalesdeltipoO3Al2Pt(opaladio),debuenaselectividad,requierentemperaturasdelordende300-400C,para lograrbuenosrendimientos.Losprocesosmodernosutilizancatalizadoresdealminaclorada,enatmsferadehidrgeno,bajopresinde30Kg/cm2ytemperaturamoderada,140C.Bajo estas,condicionesoperativasseconsiguemaximizarlaisomerizacinyminimizarel hidrocraqueo.El.catalizadorpierdeclorocomoHCl,quedebeserrepuestoagregando percloro-etileno.

Lasimpurezasdelascargasaisomerizacin,comocompuestosdeazufre,nitrgenoyoxigeno,daanelcatalizadorydebensereliminadaspreviamente.Lamateriaprimaes,sometida aunadepuracinporhidrotratamientosobrecatalizadoresdecobalto-molibdeno,utilizandopartedelhidrgenodel"platforming".Lahumedadprovocaprdidasimportantes,deactividadpordesclorinacindel catalizador,siendoporlotantonecesariominimizarla.EnlaTABLA21sedananlisistpicosdelacargafrescayelproductoisomerizado,enunaunidadcomoladelaFig.73.TABLA21Anlisistpicodecargayproductoenunaoperacindeisomerizacin

HidrocarburoMoles%CargafrescaIsomerizadoNormalbutano4,31,5Isobutano0,40,3Normalpentano21,810,7Isopentano21,835,8Ciclopentano2,31,7Normalhexano17,84,3Isohexano18,337,0Metilciclopentano7,23,9Ciclohexano2,53,9Benceno2,6-Normalheptano1,0-2.2.Dimetilpentano-0,9Total100100

Nmerodeoctano,RON7083

Laisomerizacindelasparafinasesexotrmica,involucrandounos6a8Kj/mol,mientrasquelaenergadeactivacinesdelordende40Kj/mol.Elequilibriotermodinmicosedesplazahacialosreactivos,(parafinas)conelaumentodelatemperatura.Enpresenciadecatalizadorescidoselmecanismodereaccinrespondealateoradelosionescarbonio(R+),producindoseenlacontinuaddelacadenadereaccionesel,desplazamientodelosradicalesmetilo.LasbajastemperaturasylapresindelprocesoimpidenseprofundicenlasreaccionescomoenelCCoel"platforming":ElequilibrioaproximadoparalaisomerizacindelhexanoconlatemperaturasemuestraenlaFig.74,lamezcladetodoslosismerosposibles,deacuerdoasusprobabilidadestermodinmicas,serelresultadofinaldelaoperacin.CC-C-C-CNeohexano-22dimetilbutanoC

C-C-C-CDiisopropano-23dimetilbutanoCC

Loscatalizadoresbifuncionalescomolosdeplatformacintambinsonutilizados en procesosdeisomerizacin,contemperaturasdelordendelos400C.Lainterpretacindemecanismodereaccin,enestecaso sitaprimerolaformacindeunalquenopordeshidrogenacinsobreelmetalysuposteriortransformacinenincarboniosobrelaparte cidadelcatalizador.

POR QU LA IMPORTANCIA DE LA ISOMERIZACIN?

Debido a la gran demanda de isobutano para alquilacin ha hecho que muchas refineras no puedan obtener en cantidades suficientes y deban proceder a la isomerizacin del n-butano.En muchas fracciones de refinera y en las mezclas naturales se tiene:

Isobutano 19% n-butano 33% Isobutileno 20% n-butileno 28%

CATALIZADORES DE LA ISOMERIZACIN Los ms activos en las reacciones de isomerizacin son los catalizadores cidos. Estos pueden subdividirse en los siguientes grupos segn el orden de disminucin de su actividad:1) Haluros cidos: AlCl3, AlBr3,FeCl3,MgCl2, ZnCl2.2) cidos: Clorosulfnico (ClSO3H), Fluorosulfnico (FSO3H), p-toluenosulfnico (C7H7SO3H), Fosfrico, sulfrico, etc.3) xidos cidos: Al2O3, SiO2, Cr2O3, MoO3, ThO2 y sulfuros (MoS2, MoS3 y CoS).Otro tipo de catalizador usado son los obtenidos por combinacin de metales de transicin o sus xidos con xidos cidos, aumentando bastante su actividad (cido-Electrnicos)