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对二甲苯异构化主要产物也是间二甲苯
4.1.1芳烃的来源和生产路线
煤化学路线; 石油路线;
i. 石脑油催化重整; ii. 裂解汽油; iii. 轻烃芳构化和重芳烃轻质化
4.1 概述
4.1.2 芳烃馏分的分离 i. 溶剂萃取法;
原理:利用一种或两种以上的溶剂对芳烃和非
芳烃选择性溶解分离出芳烃
萃取剂的性能要求
o 对芳烃的溶解选择性好、溶解度高; o 与萃取原料密度差要大; o 蒸发潜热与热容小; o 蒸汽压小; o 有良好的化学稳定性与热稳定性; o 腐蚀性小
相对密度
0.8847 0.87 0.875 0.864 0.862 0.867
沸点 (℃ )
80 110.6 144.4 139.10 138.35 136
溶点 (℃)
5.53 -94.99 -25.17 -47.87 13.26 -94.98
4.1 概述
用途
苯、甲苯、二甲苯等芳烃用作汽油添加剂;
v. 价廉易得,性质稳定
4.3 C8芳烃的分离
模拟移动床作用原理
移动床作用原理
ii. 烷基芳烃的催化氧化脱烷基
CnH2n+1
+1.5nO2
+nCO2+nH2O
iii. 烷基芳烃的加氢脱烷基
R
+H2
+RH
4.2 芳烃转化
iv. 烷基苯的水蒸汽脱烷基法
CH3
+H2O
CH3
+2H2O
+CO+2H2 +CO2+3H2
4.3 C8芳烃的分离
C8芳烃的性质
性质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ沸点(℃)
4.1 概述
常用的萃取剂
o 二甘醇; o 环 丁砜; o N-甲基吡咯烷酮; o 二甲基亚砜; o N-甲酰吗啉
芳烃萃取过程
4.1 概述
ii. 萃取蒸馏法
原理:极性溶剂与烃类混合能降低烃类蒸汽压,使混合物初沸点升高; 该效应对各族馏分的影响大小
芳烃>环烷烃>烷烃
萃取蒸馏过程
4.1 概述
熔点(℃ )
邻二甲苯
144.411
-25.173
间二甲苯
139.351
-47.872
对二甲苯
138.351
13.263
乙苯
136.186
-94.971
4.3 C8芳烃的分离
邻二甲苯的分离
用精馏的方法
乙苯的分离
精馏 络合物萃取 吸附法
4.3 C8芳烃的分离
对、间二甲苯的分离
苯主要用于生产苯乙烯、环己烷和异丙苯; 苯乙烯用于合成橡胶、合成塑料; 环己烷用于合成纤维(尼龙); 异丙苯用于丙酮、苯酚工业
对二甲苯主要用于生产对苯二甲酸或对苯二甲酸二
甲酯,是生产纤维、胶片和树脂的主要原料; 乙苯主要是生产苯乙烯,是生产丁苯橡胶、苯乙烯
塑料的主要原料;
4.1 概述
-25.173
间二甲苯
139.351
-47.872
对二甲苯
138.351
13.263
乙苯
136.186
-94.971
4.3 C8芳烃的分离
ii. 络合物萃取法;
o 原理:
C8芳烃4个异构体与HF共存时,形成两个互相分离的液 层:上层为烃层,下层为HF层;
当加入BF3后,烃类发生反应生成在HF中溶解度大的络
4.3 C8芳烃的分离
iii. 吸附分离法
原理:利用固体吸附剂吸附二甲苯各异构体的能 力不同而进行分离;
吸附剂:越大(或-1)越有利于分离;
脱附剂:
(x / y)A
(x / y)R
i. 与C8芳烃任一组分均能互溶; ii. 与对二甲苯有尽可能相同的吸附亲和力;
iii. 与C8芳烃的沸点有较大差别; iv. 脱附剂存在时不影响吸附剂的选择性;
合物
X HF BF3 XHBF4
o间二甲苯碱度最大,形成的MXHBF4络合物的稳定性最
大,故在系统中发生置换反应:
MX PXHBF4 PX MXHBF4
M,间二甲苯 P ,对二甲苯
MX OXHBF4 OX MXHBF4 O ,邻二甲苯
o置换结果:HF-BF3层中的间二甲苯浓度越来越高,从 而使间、对二甲苯分离
o对二甲苯异构化主要产物也是间二甲苯;
o而间二甲苯异构化产物中邻二甲苯和对二甲苯的含量相近;
结论:二甲苯在SiO2-Al2O3上的反应历程为: 邻二甲苯间二甲苯对二甲苯
4.2 芳烃转化
ii. 歧化反应
CH3
2
CH3
+
CH3
4.2 芳烃转化
iii. 烷基化反应
(气)+CH2=CH2 +CH3CH=CH2
4.1 概述
苯
benzene B
甲苯 toluene T
二甲苯 xylene X
对二甲苯 邻二甲苯 间二甲苯
4.1 概述
性质
芳香气味; 无色透明液体; 有毒; 易挥发易燃烧; 易溶于有机溶剂
4.1 概述
物理性质
苯 甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 乙苯
分子量
78 92 106 106 106 106
i. 深冷结晶分离法;
o 对二甲苯与间二甲苯的共熔温度约为-68 ℃;
o 当冷却至-60 ℃~-75 ℃时,对二甲苯首先被分离出来;
o 工业上采用二段结晶工艺以提高对二甲苯的纯度;
o 熔化后的晶粒再冷却至-10~21 ℃,得到纯度99.5%的对 二甲苯
性质
沸点(℃) 熔点(℃ )
邻二甲苯
144.411
4.1.3 芳烃的转化
转化原因
芳烃中苯需求最大;对二甲苯次之;邻二 甲苯;甲苯和间二甲苯的用量较小 芳烃转化的化学过程 o 异构化; o 歧化; o 烷基化; o 烷基转移化; o 脱烷基化
4.2 芳烃转化
i. 异构化
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
在SiO2-Al2O3上进行异构化反应的规律 o邻二甲苯异构化主要产物是间二甲苯;
(液)+CH2=CH2
C2H5 (气)
CH(CH3)
C2H5 (液)
4.2 芳烃转化
iv. 烷基转移反应
C2H5
+2
C2H5
C2H5
2
iv. 脱烷基化反应
CH3
+H2
CH3
+H2
+CH4
+CH4
4.2 芳烃转化
烷基化方法
i. 烷基芳烃的催化脱烷基 C6H5CH(CH3)2C6H6+CH3CH=CH2