• 苯在温度为400 ℃左右,压力为1、2～1、6MPa下,以 气相进入顶部床层,进行苯与乙烯的气相烷基化反应, 同时也进行二乙苯与苯的烷基转移反应。苯与乙烯的 重量综合比为18、5 ,乙烯转化率达99、8 %。苯循环, 回收后的多乙苯进入烷基转移反应器进行烷基转移反 应。其操作条件为:压力0、6～0、7MPa ,温度440～ 445℃,苯与多乙苯分子比为(1～1、 52) :1 ,苯单程转 化率为15%(Wt ) ,乙苯收率为98%。
• 优点: 该工艺能够用浓乙烯为原料,也可用稀乙烯混合气体为 原料,该工艺采纳ZSM-5沸石催化剂,完全幸免了AlCl3催化剂 带来的一系列问题。该催化剂对苯与乙烯的烃化反应及多乙 苯与苯的反烃化反应均具有较强的催化剂活性与良好的选择 性,可达99、5%。
• 此工艺催化剂用量少,容易结焦而失活,但容易再生,使用寿命 长,生产中不存在环境污染与设备腐蚀问题。此外,系统排放 的废气与残液均可为装置提供25%的燃料,输入系统的热量与 反应生成的热量中95%可回收。因此,物耗、能耗低。
2、主要用途:
• 用于有机合成与用作溶剂。 • 在医药上用作合霉素与氯霉素的中间体。 • 也用于香料。 • 此外,还可作溶剂使用。
生产工艺路线选择
• 生产现状 • 到目前为止,工业上乙苯主要由苯与乙烯的烷基化反
应来生产的。 • 由烷基化制乙苯的工艺至今经历了三个时期 ,即由以
三氯化铝为催化剂的烷基化反应路线,以ZSM-5沸石分 子筛为催化剂的气相烷基化法以及由Y-沸石为催化剂 的液相法制乙苯工艺路线。 • 近几年来,国内也开展了以沸石为催化剂生产乙苯的 研究,并显示了良好的工业前景。同时,催化蒸馏技术 制乙苯的研究也取得了进展。
• 3、Unocal/Lummus/ UOP液相法
• 20 世纪80 年代以来, 美国三个公司联 合开发了固体酸催化剂催化苯与乙烯 液相法制乙苯的新技术。
• 以23Y2-～沸3石16为℃催与化2、剂7, A9～l2O63、为9粘9M合P剂a下。进在 行反应, 苯的质量空速2～10/h ,苯/乙 烯摩尔比4～10。
• (2)、均相AlCl3法 • 由于传统的AlCl3法存在着污染腐蚀严重及反应器内
两个液相等问题,1974年Monsanto/ Lummus公司提出 了均相AlCl3法。 • 该工艺通过控制乙烯的投料,使AlCl3催化剂的用量减 少到处于溶解度范围内,使反应能够在均一的液相中 进行,提高了乙苯的产率。
由于传统的A1Cl3法存在着污染腐蚀严重及反应器 内两个液相等问题,l由于该法在降低成本上有较明 显的效果,不少传统的AlCl3法的装置进行了改造与 扩建。
• 该工艺特点是,烷基化与烷基转移反应在两个反应器 中进行,乙苯收率高,副产焦油少,Alcl3用量少(仅为 传统法的1/3)。
• 但这种方法也只是使设备腐蚀及环境污染问题有所 缓解,并未从根本上得到解决。
• 缺点:在处理FCC干气或焦炉尾气原料时,为了延长催化剂单 程寿命,需对原料进行严格精制(原料气中丙烯、H2S、O2与 H2O等杂质均需净化至质量分数均为10-15以下)。且该工艺 装置投资与能耗相对较高(苯单耗0、749t/t乙苯,乙烯0、 168t/t乙苯)。产物中二甲苯含量较高(约2×10-3),影响产品的 品质。
乙苯生产工艺路线选择
乙苯性质:
1、理化特性
外观与性状: 无色液体,有芳香气味。 熔点(℃): -94、9 沸点(℃): 136、2 相对密度(水=1): 0、87 相对蒸气密度(空气=1): 3、66 饱与蒸气压(kPa): 1、33(25、9℃)
闪点(℃): 15 引燃温度(℃): 432 爆炸上限%(V/V): 6、7 爆炸下限%(V/V): 1、0 溶解性: 不溶于水,可混溶于乙醇、醚等多数有机溶剂。
• 2、Mobil - Badger气相法
• 1976 年由Mobil 与Badger公司合作开发了以高硅 ZSM - 5沸石为催化剂制乙苯的气相法。1980年在美 国Hoechst公司实现了工业化,年产47、3万吨乙苯。
• 实际生产中,反应器有两种工艺。一是回收的多乙苯进 入同一反应器。另一种是进入另外一个烷基化反应器。
• 催化剂、苯、多乙苯循环使用,每吨乙苯副产焦油1、8～2、7kg。
• 此反应中苯的烷基化反应与多乙苯的烷基转移反应在一台反应器 中完成。为限制多乙苯的生成,必须控制乙烯与苯的比例。工业生 产装置控制乙烯与苯的分子比为0、3～0、4 左右。
• 催化剂配合物呈红色,与液态芳烃不互溶,反应时乙烯鼓泡进入含 有两个液相的的反应器内,使它们分散混合。
• 优点:该法不产生污染环境的废料,反应温度低(一 般不超过300°C),乙苯中二甲苯杂质含量仅为 20~40×10-6,远远少于气相法。催化剂的运转周 期可长达一年,对原料纯度要求不高。使用后的催 化剂能够进行器外再生,再生条件缓与,使用寿命可 达3年。
• 反应温度为95 ～ 100℃,压力0、6～0、8MPa ,乙烯 与苯的摩尔比为0、6。均相AlCl3法进料乙烯浓度范 围可为15%～反应器中进行,乙 苯收率高,副产焦油少,AlCl3用量少(仅为传统法的 1/3)。
• 缺点:这种方法也只是使设备腐蚀及环境污染问题有 所缓解,并未从根本上得到解决。
• 优点:乙烯的转化率接近100%,乙苯的收率较高,循环 苯与乙苯的量较小;苯与乙烯的烷基化反应与多乙苯 的烷基转移反应可在同一台反应器中完成。
• 缺点:反应介质的腐蚀性强,设备造价与维修费用高 以及反应产物有机相经水洗、碱洗后产生大量含有 氢氧化铝淤浆的废水,加上废催化剂,造成了严重的 环境污染。
• 生产方法
• 1、 AlCl3法
• (1)、 AlCl3液相法 • 此方法为传统的AlCl3法,使用AlCl3 - HCl催化剂,溶解于苯、乙苯
与多乙苯的混合物中,生成络与物。
• 该络与物在烷基化反应器中与液态苯形成两相反应体系,同时通入 乙烯气体,在温度130℃以下,常压至0、15MPa下发生烷基化反应, 生成乙苯与多乙苯,同时,多乙苯与乙苯发生烷基转移反应。反应 器中乙烯与苯摩尔比为0、30～0、35 ,乙烯转化率接近100%,烷基 化反应收率为97、5%。