Processo di idrogenazione (HYD)

Le reazioni di idrogenazione interessano le olefine, nonché gli aromatici e poliaromatici [5]:

  1. L’idrogenazione catalitica delle olefine è relativamente facile,potendo essere eseguita anche a basse pressioni di idrogeno (20-30 bar), e comporta una elevata esotermicità.
    La reattività diminuisce all’aumentare della lunghezza della catena e dei gruppi sostituenti adiacenti al doppio legame.
  2. Diversamente dalle olefine, le reazioni di idrogenazione degli idrocarburi aromatici (hydrodearomatization o hydrogenation) richiedeno alte pressioni di idrogeno; esse sono quindi relativamente difficili nelle condizioni dei normali processi di hydrotreating (20-30 bar e 400°C).
    Con i catalizzatori comunemente in uso (NiMo/Al2O3, CoMo/Al2O3, NiW/Al2O3) sono infatti necessarie pressioni parziali molto elevate (dell’ordine dei 90 bar) e alte temperature (330÷380°C) al fine di favorire le reazioni dirette di idrogenazione.

I principali composti aromatici/eteroaromatici
  1. Triaromatici: gli antraceni, i fenantreni e i fenilnaftaleni;
  2. Diaromatici: i naftaleni, i bifenili, i tetraidroantraceni, i tetraidrofenantreni e le feniltetraline;
  3. Monoaromatici: gli alchilbenzeni, i cicloesilbenzeni, i dicicloesibenzeni, e le tetraline.

Oltre ai composti aromatici, sono presenti nella miscela anche composti paraffinici, i quali svolgono un ruolo di primo piano nella definizione del numero di cetano del combustibile ma sono inerti nei processi di hydrotreating.

Reattività dei composti aromatici:

La reattività degli idrocarburi aromatici dipende fondamentalmente dal numero di anelli presenti nella molecola e dal loro grado di condensazione .
In particolare, tanto maggiore è il numero di anelli aromatici condensati, tanto più alta risulta la reattività del composto.

In una scala di reattività si collocano quindi al primo posto antraceni e fenantreni (con tre anelli condensati), seguiti dai naftaleni mentre i monoaromatici occupano l’ultimo posto, con una cinetica di un ordine di grandezza inferiore rispetto agli altri idrocarburi aromatici.

In figura sono riportati alcuni esempi di composti etoroatomatici presenti nelle frazioni petrolifere: