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戊烷的用途和分離工藝，現就反應單元進行更細致的歸納。戊烷屬于飽和烷烴，結構穩定、反應活性低，是汽油餾分中含碳數最少的組分，隨著油品質量要求逐年提升，輕質烷烴異構化改質技術成為研究熱點之一（正、異戊烷RON分別為61.7、93.5）。本文就主要異構化催化劑——低溫型異構化催化劑、中溫型異構化催化劑、固體超強酸催化劑（其演化關系如圖1）[1]，以及離子液體催化劑進行介紹，方便讀者根據催化反應條件選擇合適的工藝流程。
圖1 異構化催化劑演化過程
工業應用的低溫型催化劑通常為貴金屬鹵化物無定形催化劑, 催化劑的酸性主要由鹵素 (F或Cl)提供。與雙功能沸石催化劑相比, 這類催化劑較活潑, 可使異構化反應在低溫下進行，由于C5/C6烷烴異構化反應屬微放熱反應, 從熱力學角度分析, 低溫對生成高辛烷值的異構體更為有利, 與中溫催化劑相比, 低溫型催化劑在一次通過的操作條件下, 產品辛烷值可提高5個單位左右，下表是該型兩種催化劑性能對比數據[2]：
表1 低溫異構化催化劑性能對比[2]
中溫型異構化催化劑多為貴金屬負載分子篩型雙功能催化劑，通常將活性金屬Pt 或Pd 負載在分子篩上制成，使用溫度較高，一般為( 210 ～ 280) ℃。與其他分子篩相比，絲光沸石( HM) 具有較強的酸性和較好的選擇性，一般工業上大多采用HM 作為催化劑載體[1]，下面是該型兩種催化劑性能對比數據[2]：
表2 低溫異構化催化劑性能對比[2]
針對中溫催化劑的深入研究頗多：根據負載金屬類型劃分成貴金屬和非貴金屬進行研究[3,4]，采用不同載體對比[5]和改性組分[6]進行的定性分析甚多，而明確的反應條件和動力學數據（見表3）[7]對于流程搭建和反應器設計有很大幫助。
表3 正戊烷異構化反應動力學數據
自60年代末超強酸的催化作用受到廣泛關注，但多相催化比均相催化具有許多優越性, 人們對固體超強酸催化劑進行了廣泛的研究[8]。其研發經過從最初氧化鋯/硫酸根體系在低溫時對烷烴異構化能力的發現，到將金屬鉑負載其上改性后用于工業應用，現在引入其他組分對載體進行復合改性[1]成為熱點，不同活性組分的改進研究頗多[9,10]，圖2為空速對固體超強酸催化體系的影響。
圖2 空速對正戊烷異構化反應的影響
離子液體催化劑具有揮發性低、熱穩定性高、酸性位分布均勻等特性。與傳統異構化催化劑相比，其異構化反應溫度更低，反應過程中不需要氫氣，也不會發生結焦失活現象，因此顯著降低了成本及能耗[11]。用于正戊烷異構化反應的離子液體多為氯鋁離子，其中[BMIM]Cl-AlCl3離子液體在反應溫度120℃、劑油質量比1:1時，正戊烷轉化率和異構烷烴收率分別為88.1%和74.8%[11]，具體成分如表4所示，并有學者對反應條件和引發劑[12]的影響進行了深入研究。
表4 氯化鋁含量對正戊烷異構化產物分布的影響
正戊烷異構化催化劑的特點歸納如下：低溫型催化劑具有溫度低和活性高的特點，但腐蝕性強，其應用受到限制；中溫型異構化催化劑穩定性高，但反應溫度高，單程異構轉化率低；固體超強酸催化劑活性高，反應溫度低，環境友好，具有較好的發展前景[1]；離子液體催化劑具有反應溫度低，無結焦，投資少，操作成本低等優點[13]。
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