芳烃转化过程讲解
不同国家芳烃来源构成
石油 催化重整油 裂解汽油
煤焦化
美国 西欧 日本 中国
79.6% 49.4% 37.8% 27.9%
19.1% 44.8% 44.8% 44.7%
4.0% 5.9% 10.0% 27.4%
组成
芳烃含量 苯
甲苯 二甲苯 C9芳烃 苯乙烯 非芳烃
不同来源的芳烃含量与组成
催化重整油
对二甲苯
氧化
对苯二 甲酸
聚酯树脂、 涤纶
二
甲
间二甲苯 异构化
对二甲苯
苯
农药、
氨氧化
间苯二腈
聚酰胺
纤维
邻二甲苯 氧化
邻苯二 甲酸酐
医药、染料、 增塑剂
4.1.1 芳烃的来源与生产方法
芳烃的来源
煤焦化芳烃 煤高温干馏(焦化)副产的粗苯、煤焦油
石油芳烃(80%) 石脑油催化重整油 烃裂解副产的裂解汽油
第四章 芳烃转化过程
1
主
要
内
2
容
芳烃的生产方法 芳烃的转化
3 单一芳烃产品的分离精制
§4.1 概 述
主要芳烃及用途
三苯:苯、甲苯和二甲苯 简称BTX 混合二甲苯:乙苯和三个二甲苯异构体
组成的混合物 C8芳烃 异丙苯、十二烷基苯和萘
应用:合成树脂、合成纤维和合成橡胶工业、 合成洗涤剂、农药、医药、香料等。
3.轻烃芳构化与重芳烃的轻质化
轻烃芳构化:通过化学反应将<C8的烃转 化为C8芳烃。
重芳烃的轻质化:将C9 或C10的等重芳烃 转化为C8芳烃。
3.轻烃芳构化与重芳烃的轻质化
英国BP公司的Cyclar工艺
C 、C 0
0 迭式径向绝热反应器Pd/Al2O3,80~130℃,6MPa
3
4 分子筛催化剂 脱氢、二聚、环化\芳构化
3.轻烃芳构化与重芳烃的轻质化 ABB Lumnus公司的Detol工艺
C9,C10(重芳烃)Cr2O氢3/A油l2摩O尔3,6比506℃,4.5MPa 轻,中质芳烃+H2+重芳烃
Detol工艺产品收率
生产 目的 非芳烃
二甲苯 2.3%
苯
3.2%
原料摩尔分数
产品摩尔分数
苯 甲苯 C8芳烃 C9+芳烃 苯 C8芳烃 11.3% 0.7% 0.3% 85.4% 36.9% 37.7%
Aromax重整(美国Chevron公司)
C6~C8(烷烃)P氢t/油Ba比-K5-,L沸500石℃,0.4MPa,2.5h-1 芳烃(41.4%)
( 催化剂适用于含C6~C8烷烃含量高的石脑油、重整抽 余油。)
共同点: 甲苯、二甲苯较多 苯较少
2. 裂解汽油生产芳烃
2004年裂解汽油生产苯量已达1245万吨,占苯产量的2/5
烷烃、H2S、NH3、H2O
指标: 含硫<2×10-6 (Wt%)
C6-C9
Co-Mo-Al2O3 280-300℃
80-130℃
Pd/Al2O3
裂解汽油二段加氢制芳烃流程示意图
1-初馏塔 2- 一段加氢反应器 3-第二段进料加热炉 4-第二段加氢反应器 5-热量回收系统 6-稳定塔
(二)石油芳烃生产
裂解汽油加氢精制过程
一段低温液相加氢: 二烯烃、烯基芳烃 Pd/Al2O3,80~130℃,6MPa
LHSV 3h-1,列管反应器
指标:二烯烃含量< 2%
单烯烃,芳烃 防止二烯烃聚合
二段高温气相加氢: Co-Mo-Al2O3, 300℃,4MPa
烯烃、RSH、ROH、RCOOH
LHSV 1.5h-1
(二)石油芳烃生产
1. 催化重整生产芳烃
石脑油 C6~C8原料
铂、铂铼催化剂
芳烃
(脱氢、异构脱氢、脱氢环化等芳构化反应)
催化重整新工艺 ——扩大原料范围
M2重整(美国Mobil公司)
C3~C5(烯烃+烷烃)53Z0S℃M,-50择.27形M催P化a,剂2.5h-1 芳烃(64.47%) + 非芳烃
-- 47.3% 49.5% -- 75.7% --
4.1.2 芳烃馏分的分离
芳烃馏分特点:由芳烃和非芳烃组成的混合物,碳 数相同的芳烃和非芳烃沸点接近,或形成共沸物。 溶剂萃取法 从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯等混合物 萃取蒸馏法 从窄馏分中分离纯度高的单一芳烃
4.1.2 芳烃馏分的分离 (一)溶剂萃取
50%~72% 6%~8%
20%~25%
裂解汽油
54%~73% 19.6%~36%
10%~15.0%
焦化芳烃
>85% 65%
15%
21%~30%
8%~14%
5%
5%~9%
5%~15%
--
5%~9%
2.5%~3.7%
--
28%~50%
27%~46%
<15%
芳烃的生产
(一) 焦化芳烃生产
煤干馏
粗煤气
初冷、脱氨、脱萘、终冷、 洗油吸收 、蒸馏脱吸
温相对密度1.26、比热低)
– Arosolvan法 N-甲基吡络烷酮
– IFP法
N-甲酰吗啉
(萃取剂) (萃取剂+芳烃)
环丁砜萃取分离芳烃流程示意图
芳烃+H2
原料
丙烷 丁烷
Байду номын сангаас
芳烃产率与组成
芳烃 产氢率 产率 (纯度95%) 苯
芳烃组成 甲苯 二甲苯
63.4% 6.1% 31.26% 42.46% 17.88%
67.2% 5.4% 24.70% 43.90% 23.51%
C9+芳烃 8.4%
7.89%
特点:原料无需进行预处理; 勿需芳烃抽提(液体产品中非芳烃<<1×10-3); 氢气产率高。
以石脑油为原料不同裂解深度时裂解汽油组成
裂
40~60% C6-C9芳烃
解
汽 二烯烃、单
受热和光的作用下
油
烯烃 、烷烃
很易氧化并聚合
需
组 成
氧、氮、硫及
脱 对后序生产芳烃工 除
序的催化剂、吸附
砷的化合物
剂均构成毒物
裂解汽油在芳烃抽提前必须进行预处理,为 后加工过程提供合格的原料。目前普遍采用 催化加氢精制法。
1. 原理:利用一种或两种以上的溶剂对芳烃和 非芳烃选择溶解分离出芳烃。
2. 对溶剂性能的基本要求 对芳烃的溶解选择性好、溶解度高 与萃取原料密度差大 蒸发潜热与热容小、蒸汽压小 有良好的化学稳定性与热稳定性、腐蚀性小。
(一)溶剂萃取
3. 工业生产方法
– Udex法
二甘醇
– Sulfolane法 环丁砜(沸点287℃、常
粗苯
粗 分馏 苯
轻苯 H2SO4/H2精制 分馏
重苯
分馏
BTX混合馏分
萘、蒽及其同 系物
(二)石油芳烃生产
芳烃生产过程
芳烃生产
芳烃分离与转化
B
B
石脑油 催化 重整
裂解汽油 汽油 C5~200℃ 加氢
芳烃 抽提
T
芳x
烃 分 C9A 馏
脱烷基 歧化 C8分馏
异构化
石油芳烃生产过程
T X OX
吸附 分离 PX