Izomerace bez recyklace n-alkanů

Hydroizomerace lehkého benzinu se často z ekonomických důvodů provádí bez recyklace n-alkanů. Kapalná surovina i čerstvý vodík se vysuší a poté se smíchají s cirkulačním plynem, který je tvořen z velké části vodíkem. Aby se udržela požadovaná aktivita katalyzátoru, přidává se do suroviny v malém množství (cca 100 mg/kg) chlorovodík nebo sloučenina, ze které chlorovodík vzniká v reaktoru (např. tetrachloretylen). Vzniklá směs se nejprve předehřeje ve výměnících tepla produkty vystupujícími z reaktorů a poté se ohřeje v peci nebo výměníku na požadovanou reakční teplotu. Horká směs je v plynném stavu nastřikována do prvního reaktoru na pevné katalyzátorové lože, ve kterém se část nerozvětvených a málo rozvětvených alkanů přemění na více rozvětvené alkany. Benzen se zhydrogenuje na cyklohexan. Protože izomerace a zejména hydrogenace jsou exotermní, dochází v reaktoru k nárůstu teploty, což je nežádoucí z hlediska termodynamické rovnováhy mezi n-alkany a i-alkany (při vyšší teplotě je v rovnovážném stavu větší obsah n-alkanů).

Zjednodušené schéma izomerace PENEX
(1 - sušič, 2 - reaktor, 3 - separátor cirkulačního plynu, 4 - stabilizátor, 5 - pračka, 6 - čerpadlo)

Reakční produkty z prvního reaktoru se ochladí vstupující surovinou a nastříknou se do druhého reaktoru, ve kterém proběhne další část izomeračních reakcí. Produkty jsou odváděny do separátoru, kde se oddělí cirkulační plyn tvořený z převážné části vodíkem. Kapalný produkt se ze separátoru vede do stabilizační kolony, ze které se spodem odebírá stabilizovaný izomerát a horem plynné C2 - C4 uhlovodíky vzniklé štěpením suroviny. Cirkulační plyn se po průchodu reaktory nařeďuje zejména metanem vzniklým při štěpení suroviny, proto se jeho část odvádí z jednotky izomerace. Tento plyn a vodík spotřebovaný na hydrogenaci benzenu se nahrazuje přívodem čerstvého vodíku. Plynné uhlovodíky ze stabilizační kolony se vedou do pračky, ve které se z nich např. louhem vypere chlorovodík, který sloužil k udržení požadované aktivity katalyzátoru.

V závislosti na kvalitě suroviny dochází při izomeraci k nárůstu oktanového čísla (OČVM) z cca 70 na cca 84 jednotek. Vzhledem k tomu, že izomerace je rovnovážnou reakcí, zůstává v izomerátu určité množství n-alkanů. (link na tabulku v kapitole význam a základy izomerace) Je-li separován a recyklován n-pentan, (link na v kapitolu izomerace s recyklací n-alkanů) má získávaný izomerát OČVM vyšší asi o 3 jednotky (87 jednotek), je-li separován a recyklován i n-hexan, narůstá OČVM izomerátu na cca 90 - 92. Separace n-alkanů se provádí rektifikací nebo adsorpcí n-alkanů na molekulových sítech.