化工工藝學芳烴轉(zhuǎn)化過程

第四章芳烴轉(zhuǎn)化過程芳烴轉(zhuǎn)化過程主要內(nèi)容123芳烴的生產(chǎn)方法芳烴的轉(zhuǎn)化單一芳烴產(chǎn)品的分離精制主要芳烴及用途三苯：苯、甲苯和二甲苯簡稱BTX混合二甲苯：乙苯和三個二甲苯異構(gòu)體組成的混合物C8芳烴異丙苯、十二烷基苯和萘苯加乙烯烷基化乙苯脫氫苯乙烯聚苯乙烯、丁苯橡膠、ABS樹脂加丙烯烷基化異丙苯苯酚酚醛樹脂、苯胺、壬基酚等丙酮雙酚A聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂加十二烯十二烷基苯合成洗滌劑加氫環(huán)己烷己內(nèi)酰胺聚酰胺纖維氯化氯苯染料中間體、醫(yī)藥氧化順丁烯二酸酐四氫呋喃、1，4-丁二醇醫(yī)藥、聚氨酯硝化硝基苯苯胺聚氨酯纖維二苯基甲烷二異氰酸酯、橡膠助劑、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥甲苯硝化硝基甲苯染料中間體、炸藥歧化苯、二甲苯氧化苯甲酸染料中間體、醫(yī)藥、增塑劑臨氫脫烷基苯硝化、還原、光氣化甲苯二異氰酸酯聚氨酯類泡沫塑料、聚氨酯橡膠二甲苯對二甲苯氧化對苯二甲酸聚酯樹脂、滌綸間二甲苯異構(gòu)化對二甲苯氨氧化間苯二腈農(nóng)藥、聚酰胺纖維鄰二甲苯氧化鄰苯二甲酸酐醫(yī)藥、染料、增塑劑萘氧化烷基萘脫烷基萘氧化煤焦化芳烴

煉焦副產(chǎn)的粗苯、煤焦油石油芳烴

石腦油催化重整油烴裂解副產(chǎn)的裂解汽油芳烴的來源催化重整油裂解汽油焦化芳烴不同來源的芳烴含量與組成不同國家芳烴來源構(gòu)成

焦化芳烴生產(chǎn)方法分餾芳烴的生產(chǎn)煤干餾粗煤氣初冷、凈化、終冷洗油吸收蒸餾脫吸粗苯粗苯輕苯重苯分餾BTX混合餾分硫酸精制催化加氫精制分餾苯甲苯二甲苯石油芳烴生產(chǎn)方法工藝過程反應分離轉(zhuǎn)化美國、西歐和日本、中國的特點不同原料石腦油裂解汽油生產(chǎn)過程

芳烴的生產(chǎn)石油芳烴的生產(chǎn)過程美國UOP公司第一套鉑重整裝置工業(yè)化60年代工業(yè)上成功應用雙催化劑70年代實現(xiàn)移動床催化劑連續(xù)再生催化重整生產(chǎn)芳烴它用于生產(chǎn)高辛烷值汽油或BTX等芳烴，其中約10％的裝置用于生產(chǎn)芳烴產(chǎn)品石油芳烴的生產(chǎn)催化重整基本化學反應主反應環(huán)烷烴脫氫五元環(huán)異構(gòu)脫氫烷烴脫氫環(huán)化烷烴異構(gòu)加氫裂解副反應

烯烴聚合加氫裂解石油芳烴的生產(chǎn)催化重整原料石腦油餾分

烴族組成:含環(huán)烷烴多餾程:依據(jù)生產(chǎn)目的芳烴選取發(fā)展新原料

加氫裂化石腦油加氫焦化汽油裂解汽油萃余油石油芳烴的生產(chǎn)加氫預處理

除去微量對催化劑有害的雜質(zhì)硫w%<0.5~2×10-6砷w%<2×10-9重金屬w%<2×10-8催化重整原料預處理一種或多種貴金屬高度分散在多孔載體上，主金屬鉑雙金屬催化劑(工業(yè)化）鉑錸鉑錫鉑銥載體：γ-Al2O3催化重整催化劑催化重整工藝

連續(xù)催化重整（UOPIFP）

催化劑連續(xù)再生操作壓力低收率高M2重整（Mobil）

ZSM-5擇形催化劑原料為各種輕烴Aromax重整（Chevron）輕石腦油

Pt/Ba-K-L沸石重整抽余油C6-C8烷烴共同點：甲苯、二甲苯較多苯較少石油芳烴的生產(chǎn)催化重整工藝裂解汽油雕組成40~撒60%螞C6-碰C9芳烴二烯烴、贈單烯烴往、烷烴氧、氮鍬、硫及這砷的化薦合物裂解汽述油組成裂解汽鵲油預處動理分餾除欠去C5餾分、部檔分C9芳烴與C9以上餾畏分得到C6-壯C9餾分裂解汽油幟精制加氫精質(zhì)制段加氫齊精制工緒藝C5餾分的不愚同利用途桶徑裂解汽戒油生產(chǎn)躺芳烴石油芳富烴的生燃產(chǎn)異戊二殼烯列間戊膚二烯賴環(huán)顏戊二烯合成橡鄰膠和精塊細化工葵原料二烯烴上加氫生滋成烯烴氣汽諒油加氫生委成C5烷烴毫烴裂解原境料裂解汽泳油中的C5餾分二烯烴凳單烯侄烴烯基芳嶼烴白芳潛烴工藝條件園：Pd/A芽l2O3催化劑(低溫液相播反應)指標：二洲烯烴含量<2茂%一段加若氫單烯烴回飽浪和烴脫除S、O、N等有機化化合物工藝條進件：Co-M垂o-Al2O3催化劑(較高溫度留氣相因反應)指標：溴牲值低于1含硫<2×1移0-6(Wt%狀)二段加罵氫由烷烴裕生產(chǎn)芳脊烴的Cycl年ar工藝英國石澤油（BP）公司右，以世傅界市場鉗過剩的為低價液悶化石油街氣－丙貝烷、丁蠅烷為原平料，經(jīng)彼催化脫懼氫、齊殃聚、環(huán)針化和芳速構(gòu)化生電產(chǎn)芳烴特點：皇與石腦屋油重整磚相比較原料無蓮須預處士理不需芳烴乘抽提裝置活（非芳烴<10-3）副產(chǎn)氫氣雷產(chǎn)率高輕烴芳構(gòu)臨化與重芳背烴的輕質(zhì)則化石油芳烴饑的生產(chǎn)重芳烴輕驚質(zhì)化的Det償ol工藝ABB絲式Cr凈est公司技術(shù)原料：重荒芳烴及甲看苯重整生棍成油些裂材化汽油偉焦化汽聯(lián)油采用載躲于Al2O3上的Cr2O3作催化劑芳烴餾分捐的分離芳烴餾分裁都是由芳嶺烴和非芳網(wǎng)烴組成的邊混合物溶劑萃取司法從寬餾分閘中分離苯胡、甲苯、褲二甲苯萃取蒸您餾法從窄餾震分中分撈離純度避高的單絲式一芳烴對溶劑探性能的回基本要腐求對芳烴些的溶解呆選擇性食好、溶甲解度高與萃取歸原料密牢度差大蒸發(fā)潛告熱與熱泥容小、腥蒸汽壓青小有良好對的化學士穩(wěn)定性枯與熱穩(wěn)咐定性、領(lǐng)腐蝕性蹄小溶劑萃取工業(yè)生復產(chǎn)方法Une粒x法二甘醇Sul況fol亦ane法環(huán)丁砜Aros舞olva緩n法N-甲基吡隆絡烷酮IFP法N-甲酰嗎瓜啉溶劑萃取原理萃取蒸餾匙是利用極改性溶劑與烈烴類混合姿時，能降賠低烴類蒸拉汽壓使混做合物初沸茅點提高的債原理而設尊計的工藝僵過程萃取蒸林餾芳烴轉(zhuǎn)化捉的化學反趴應異構(gòu)化罵反應歧化反疤應烷基轉(zhuǎn)死移反應烷基化游反應脫烷基餡化反應芳烴的轉(zhuǎn)牙化的化學巨反應催化劑酸性鹵化情物芳烴的烷題基化和異仿構(gòu)化鼓在較低溫捎和液相中畫進行缺點：浮強腐蝕尊性大毒性固體酸浸附在滔適當載理體上的愛質(zhì)子酸浸附在釋適當載雜體上的熱酸性鹵斯化物貴金屬壯－氧化歡硅－氧簽化鋁催血化劑分子篩催慶化劑苯與對鉗二甲苯爭的需求急量最大甘，其次中是鄰二朗甲苯甲苯、府間二甲興苯及C9芳烴未恢得到重奔大的化慈工利用4.2芳烴轉(zhuǎn)否化烷基芳幻玉烴催化兼脫烷基烷基芳烴廢催化氧化郊脫烷基烷基芳烴毯加氫脫烷盤基烷基苯水拌蒸氣脫烷記基4.2域.1.單1脫烷基化嘆方法4.2興.1芳烴的沾脫烷基誤化烷基芳停烴催化衛(wèi)脫烷基在催化裂慮化的條件鹿下可以發(fā)需生脫烷基尸反應生成削苯和烯烴強吸熱反插應烷基愈劈燕大愈容胃易脫去叔丁基〉異丙基〉乙基>甲不適用礦于甲苯匹脫甲基丘制苯脫烷特基化球方法烷基芳雨烴催化匙氧化脫啦烷基以甲苯為未例，選擇溪性70%氧化催化子劑如取鈾酸鉍氧化深岡度難控嫌，選擇呀性低，際未工業(yè)議化脫烷霞基努化方封法工業(yè)上廣劃泛用于甲廟苯脫甲基乒制苯臨氫條件裹下，有利軋于抑制焦素炭生成存在深度判加氫副反病應烷基芳塌烴加氫有脫烷基脫烷哈基化絕方法熱法脫柳烷基的勵優(yōu)點：不需催古化劑苯收率高原料適糕應性較煩強水蒸氣代問替氫氣的飲脫烷基優(yōu)點滴廉價水蒸玻氣卵副產(chǎn)大妄量含氫氣軟體缺點值苯收胃率比加管氫法低90~從97%催化劑成馳本高烷基苯水甜蒸氣脫烷?；撏榛Х椒託涿撏閼只磻哪せ瘜W過程甲苯加貓氫脫烷妹基制苯副反應

CH4→C＋2H2主反應反應lgKp△H700K800K900K1000K800K主反應3.172.722.362.07-49.02生成環(huán)己烷-4.26-6.32-7.92-9.19-220.6環(huán)己烷加氫裂解25.0221.6518.9616.70-367.32甲烷分解生碳-0.95-0.150.491.0187.15主副反應寨熱力學分斧析主反應在邪熱力學上見有利。溫乓度不太高穿，氫分壓脂較高時，警可進行得快比較完全環(huán)烷烴加抹氫裂解成喉甲烷為不反可逆反應拴，較高反非應溫度，竄較低烴分搭壓下可被市抑制溫度過鹽高，氫節(jié)分壓過酸低有利曬于甲烷篩生碳及淺芳烴脫宴氫縮合副反應難骨以從熱力瞇學上加以濟抑制熱力學分第析結(jié)論從動力學死上來控制總副反應的鵲反應速度冶，盡量少當發(fā)生。反應溫度活不宜太高爐也不宜太齡低氫分壓澆和氫氣悔對甲苯退的摩爾者比也要逮適宜脫烷基婦反應催發(fā)化劑氧化鉻－射氧化鋁氧化鉬－巖氧化鋁氧化鉻－復氧化鉬－緊氧化鋁加入少娘量的堿該和堿土艦金屬作統(tǒng)為助催難化劑抑制芳烴尸裂解生成存甲烷副反追應加入水拾蒸氣防止縮合額產(chǎn)物和焦須生成催化脫烷品基氣態(tài)烴產(chǎn)風量較少氫耗較低熱脫烷摩基工藝過關(guān)程簡單對原料適欣應性強氫氣雜雨質(zhì)不受鍛限制運轉(zhuǎn)周科期長芳烴的脫出烷基化工賭業(yè)生產(chǎn)方收法Hyde尺al法：在工業(yè)湯上應用蓬較多原料：捐催化重使整油、狼裂解汽忽油、甲畫苯及煤作焦油Pyro紗tol法：特點：槽是將裂襪解汽油準中的芳寒烴全部夫轉(zhuǎn)化為及苯催化脫烷類基制苯絕熱式固年定床反應亂器第一臺東反應器贊：非芳烴裂姐解得到低虜分子烴第二臺貍反應器雀：烷基苯稻脫烷基脫烷基產(chǎn)嶺物在高壓子分離器中遷分離原料裂羽解汽油如需預處鎖理C6-C展8餾分進行李脫烷基Pyr災oto應l法工藝流鏟程特點較適宜挨的反應咬條件反應溫度700~掉800℃液空速3~6h－1氫/甲苯（摩策爾比）3~5壓力3.9購8~5幣.0M蕉Pa接觸時間60秒左右甲苯熱脫馬烷基制苯原料:甲苯、箏混合芳旁烴、裂帶解汽油特點:在柱塞流忍式反應器門的六個不丘同部位加騰入由分離李塔閃蒸出扛來的氫，雨從而控制昆反應溫度誦穩(wěn)定，副反應較己少重芳烴飯的產(chǎn)率佩較低HAD法原料:裂解汽搜油，非雨芳烴含功量可達30％特點:原料要病預先進糟行兩段袖加氫處蹦理可采用低征純度氫氣單程轉(zhuǎn)括化率、欺苯的收降率、苯往的純度軍都高MHC法兩個相同才芳烴分子蠟在酸性催窯化劑作用稍下，一個洲芳烴分子墳上的側(cè)鏈簡烷基轉(zhuǎn)移難到另一個踢芳烴分子以上去的反揮應芳烴歧化4.2鬼.2芳烴的歧弦化與烷基抹轉(zhuǎn)移芳烴烷基邊轉(zhuǎn)移兩個不陡同芳烴爬分子之吹間發(fā)生員烷基轉(zhuǎn)煉移的過青程。與誰歧化反粱應互為枯逆反應副反應：復產(chǎn)物二甲杰苯的二次悼歧化副反應協(xié)：產(chǎn)物粉二甲苯夠與原料甩或副產(chǎn)忍物的烷遵基轉(zhuǎn)移增產(chǎn)二甲住苯副反應：甲苯脫烷直基芳烴的顧脫氫縮民合生成途稠環(huán)芳播烴和焦溫度對平竿衡常數(shù)影捧響不大甲苯歧化歌反應的平緩衡常數(shù)表4-15所示三種二甲洪苯異構(gòu)體塘的平衡濃撥度23%（摩爾）間二甲追苯含量業(yè)最高鄰二甲苯垮與對二甲股苯組成相鐮近甲苯歧調(diào)化的產(chǎn)咳物平衡光組成Y型M型（即奮絲光沸戚石）ZSM系分子器篩甲苯歧化底的催化劑甲苯歧角化的動澡力學式中：k0－表面辨反應速企度，mol境/g催化劑·skT－甲苯寇在催化裙劑上的智吸附系肢數(shù)，MPa-1pT－甲苯泳分壓，MPa在一定靜壓力范滿圍內(nèi)，跪歧化速延度是隨煎甲苯分摟壓增加方而加快仔。臨氫時，齡生產(chǎn)上選內(nèi)用總壓為2.5全5-3銹.40初MPa，循環(huán)氫氣歉純度為80％（摩爾間）以上不臨氫時竟，宜在常弱壓下進行甲苯歧化尚的動力學一、原貧料中雜隊質(zhì)含量水分她脫除有機氮合濃物W％<2×社10－7重金屬W％<1×侍10－8甲苯歧何化的工鳴藝條件二、C9芳烴的丸濃度和著組成C9芳烴摩爾猜分數(shù)50%左右，渾產(chǎn)物中C8芳烴含量伏最高三個甲僅乙苯異你構(gòu)體和做丙苯發(fā)泛生甲基拖轉(zhuǎn)移反邁應和氫銜解反應躍，會增刻加乙苯懷，增加育氫氣消誕耗。應魂限量三、氫錦烴比氫氣的俱存在可功以抑制脾生焦生墳碳等反棚應，改撥善催化債劑表面幟的積炭權(quán)程度工業(yè)生撐產(chǎn)上一魯般選用學氫與甲構(gòu)苯的摩秀爾比為10左右C9芳烴含量鋼甲乙僵苯、丙苯暈含量二甲苯煙增產(chǎn)法沙（Xyle鳥ne－Plu氏s法）Tat探ora慣y法低溫歧榆化法（LTD法）甲苯歧火化工業(yè)孝生產(chǎn)方揭法選擇性榨歧化（MSTD平P)選擇性地幻玉歧化為對明二甲苯不能加手工C9芳烴產(chǎn)品中對什二甲苯含涂量80-9拒0%以不含或改少含對二返甲苯的C8芳烴為原徐料，增產(chǎn)手對二甲苯4.2.菜3者C8芳烴的異臂構(gòu)化主反應三種二甲巷苯異構(gòu)體彎之間的相敗互轉(zhuǎn)化乙苯與機二甲苯臘之間的屢轉(zhuǎn)化副反應歧化芳烴的加旱氫反應主副反應另及熱力學禍分析C8芳烴異維構(gòu)化的幕化學過倦程熱力學界分析反應熱效蠶應小，溫帳度對Kp影響不幫明顯受熱力學俗平衡所限份制，對二珠甲苯在異飲構(gòu)化產(chǎn)物中的匆濃度最免高在23％左右間二甲苯對二甲苯鄰二甲苯二甲苯渴異構(gòu)化嘴的動力牢學分析三種異虛構(gòu)體之闊間的相跟互轉(zhuǎn)化拔：連串式異輝構(gòu)化反應各：鄰二甲胖苯梢間二甲桿苯般對二甲針苯二甲苯窮異構(gòu)化努的動力身學分析溫度/℃間對k’×103間鄰k’×1033710.02630.01894270.1180.0894820.49730.334乙苯的秩異構(gòu)化仔過程低溫有拔利于加直氫高溫有利特于異構(gòu)和廉脫氫催化劑無定型SiO2－Al2O3催化劑鉑/酸性載體牛催化劑ZSM分子篩萬催化劑HF－BF3催化劑異構(gòu)化工形業(yè)方法臨氫異娃構(gòu)原料不慢需進行繡乙苯分隸離，以兵貴金屬桃為催化很劑，已隨被廣泛淺采用非臨氫齊異構(gòu)采用的催梁化劑一般幸為無定型SiO2－Al2O3，在高溫位下進行，抱不能使乙尊苯轉(zhuǎn)化為灘二甲苯C8芳烴異斤構(gòu)化工柄業(yè)過程恩舉例臨氫氣相砌異構(gòu)化工丙藝流程原料準狗備部分反應部分產(chǎn)品分銷離部分產(chǎn)物中對篇二甲苯濃轉(zhuǎn)度超過熱膠力學平衡嫩值反應器理采用雙蝕固定床黎催化劑漁系統(tǒng)上部催侵化乙苯擴脫烷基持和芳烴產(chǎn)裂解下部催杏化二甲前苯異構(gòu)匙化C8芳烴異構(gòu)扒化新技術(shù)—MHA上I工藝苯的烷歡基化主要用沒于生產(chǎn)根乙苯、陪異丙苯詢和十二蹄烷基苯抬等工業(yè)上牽常用的藏烷基化唇劑烯烴、斥鹵代烷瓦烴4.2.故4芳烴的竟烷基化苯烷基化滴反應的化懲學過程主反應放熱反應熱力學住上有利多烷基苯漁的生成二烷基技苯的異括構(gòu)化反些應烷基轉(zhuǎn)謹移（反族烴化）避反應芳烴縮苦合和烯拋烴的聚順合反應副反應苯烷基值化反應逝的化學殊過程酸性鹵熔化物的假絡合物磷酸/硅藻土BF3/γ－Al2O3ZSM－5分子篩卡催化劑芳烴烷齡基化的珍催化劑原料苯、乙銀烯按催化劑晌分類三氯化鋁詳法、BF3－Al2O3法、固體乞酸法反應狀態(tài)凝分類液相法受、氣相乘法烷基化慰工業(yè)生宿產(chǎn)方法---乙苯生產(chǎn)玩工藝液相烷基笑化法a.傳統(tǒng)的無僅水三氯化獲鋁法b.高溫均相慈無水三氯研化鋁法烷基化華工業(yè)生紛產(chǎn)方法---乙苯生產(chǎn)溉工藝高溫均相柄工藝有下?lián)问鰞?yōu)點：可采用堂較高的哥乙烯/苯摩爾比變（0.8）三氯化喪鋁用量澆僅為傳喝統(tǒng)法的25%，并且絡加合物不需脹循環(huán)使用可使多乙催苯的生成浙量控制在炕最低限度副產(chǎn)物焦墻油少反應溫粱度高有要利于廢徐熱回收廢水排凈放量少液相烷全基化法以BF3－Al2O3為催化劑狠的Alka括r法ZSM-權(quán)5分子篩催?；瘎┑腗ob字il-悔Bad鈔ger法，乙虛苯收率98%；HZSM勇-5時收率厲達到99.3悅%催化劑盲壽命2年以上多層固胳定床絕輩熱反應光器氣相烷基有化法固體磷共酸法（UOP法）非均相三叛氯化鋁法攏（SD法）均相三氯里化鋁法（Mons輸anto法）催化精餾咳異丙苯生唐產(chǎn)工藝催化精僑餾與反揪應精餾典型產(chǎn)品MTB牛E（甲基度叔丁基澡醚）、嬸異丙苯反應溫度讀與精餾溫陪度接近可逆反批應或串繞聯(lián)反應填料與喪催化劑催化精惑餾技術(shù)C8芳烴的組令成與性質(zhì)組分性質(zhì)沸點熔點相對堿度與配合物相對穩(wěn)定性鄰二甲苯144.411-25.17322間二甲苯139.104-47.8723~10020對二甲苯138.35113.26311乙苯136.186-94.9710.1——4.3C8芳烴的躲分離沸點差所異海精耍餾法凝固點您差異模深擠冷結(jié)晶仍法配合物穩(wěn)搶定性顧絡合協(xié)分離吸附能殺力不同祝吸附分翁離C8芳烴單體辦的分離沸點最難高與關(guān)鍵組貢分對二甲拆苯的沸點橫相差5.3℃精餾法婦分離鄰二甲呈苯的分貢