ペネックス

ペネックスユニット（簡略化）

ペネックスプロセスは、原油精製に用いられる連続触媒プロセスである。軽質ナフサ（C ₅ /C ₆）を高オクタン価の分岐鎖C ₅ /C ₆分子に異性化する。また、ガソリンプール中のベンゼン濃度を低減する。^{[ 1 ]} 1958年に初めて商業的に使用された。^{[ 2 ]}理想的には、異性化触媒はノルマルペンタン（nC 5 ）をイソペンタン（iC 5 ）に、ノルマルヘキサン（nC 6 ）を2,2-および2,3-ジメチルブタンに変換する。熱力学的平衡は低温でより有利となる。^{[ 3 ]}

背景

石油業界では、軽質炭化水素の改質に関する研究が盛んに行われてきた。ナフサに残る最も重要な成分の一つがノルマルペンタンであり、容易に改質できるという認識から、フィリップス石油会社はノルマル（直鎖）ペンタンを（分岐）イソペンタンに変換する様々なプロセスを研究するに至った。ノルマルペンタンの異性化における決定的な要因は、総オクタン価の増加である。この品質の向上により、今日の高オクタン価燃料との混合において、より価値のある結果が得られる。さらに、他のイソパラフィンと同様に、イソペンタンは感度が低い（リサーチオクタン価からエンジンオクタン価を差し引いた値）、つまりストリートオクタン価における性能が向上する。オクタン価の上昇により、より多くのペンタンをプレミアムガソリンに混合することも可能になる。^{[ 4 ]}

製油所では、軽質ナフサは蒸留塔（「ストレートランナフサ」）から、またはクラッキングユニットなどの他のプロセスから得られます。

プロセス

UOPペネックスプロセス^{[ 3 ]}

異性化反応では、低オクタン価ノルマル炭化水素が高オクタン価異性体に変換されます。この目的のために、原料は水素存在下で固定床触媒に通されます。水素は反応器回路内を連続的に循環します。^{[ 5 ]}ペネックスプロセスでは、塩化物を含む固定床触媒が使用されています。^{[ 6 ]}

これは平衡反応であるため、ノルマル異性体の100%の転化は達成されません。生成物のオクタン価を最大にするには、未転化のノルマル異性体を分子ふるい（モレックス技術）を用いて分離し、反応器に戻す必要があります。^{[ 5 ]}

結果

オクタン価50～60の原料をこのようなベッドに1回通すと、通常、最終製品のオクタン価は82～86になります。その後、原料をDIH（脱イソヘキサン化装置）カラムに通すと、最終製品のオクタン価は通常87～90.5になります。さらに、原料をMolexテクノロジーのカラムに通すと、最終製品のオクタン価は通常88～91になります。原料をまずDIP（脱イソペンタン化装置）カラムに通してイソペンタンを除去し、次にPenexベッドに通し、さらにDIHカラムに通すと、最終製品のオクタン価は通常91～93になります。

現場での使用

ペネックスプロセスはUOP社によってライセンスされており、現在世界中の石油精製所や天然ガス液化プラントの120以上のユニットで利用されています。 ^{[ 7 ]}

参考文献

1. 「UOP - Oil & Gas Process Engineeringによる異性化HOTペネックスプロセス」 2019年6月21日。 2023年3月5日閲覧。
2. 「UOP Penex Processウェブサイト」（PDF）。2010年12月1日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2009年4月9日閲覧。
3. 「異性化プロセス」ハッサン・エルバンハウィ2017年8月16日. 2023年3月5日閲覧。
4. Dean, LE (1959). 「ペンタン異性化のためのペネックス法」 . Platinum Metals Rev. 3 (1) (9).
5. 「Phoenix Equipmentで18,000 BPDのC5/C6異性化装置を販売中 | 異性化ユニットを販売中」 www.phxequip.com . 2023年11月23日閲覧。
6. 木村隆雄 (2003). 「軽質ナフサの異性化のためのPt/SO 4 2−/ZrO 2 触媒の開発」.触媒今日. 81 (1): 57– 63. doi : 10.1016/s0920-5861(03)00102-0 .
7. メイプルズ、ロバート・E. (2000).石油精製プロセスの経済学. ペンウェル・ブックス. p. 455. ISBN 9780878147793. 2015年4月13日閲覧。

外部リンク

• UOPのC ₅ /C ₆ Penexプロセスに関するウェブサイト