芳烃来源及转化
英国BP公司的Cyclar工艺
C30、C40
迭式径向绝热反应器Pd/Al2O3,80~130℃,6MPa 分子筛催化剂 脱氢、二聚、环化\芳构化
芳烃+H2
原料
丙烷 丁烷
表5-5 芳烃产率与组成
芳烃 产率
63.4% 67.2%
产氢率
(纯度95%)
6.1% 5.4%
芳烃组成 苯 甲苯 二甲苯 31.26% 42.46% 17.88% 24.70% 43.90% 23.51%
C9+芳烃 8.4%
7.89%
液体产品中非芳烃<<1×10-3,勿需芳烃抽提,通过分 馏直接生产苯和甲苯,原料无需进行预处理,氢气产率高。
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
表5-6 Detol工艺产品收率
T X OX
吸附 PX 分离
(1)催化重整生产芳烃
C6~C8原料
脱氢、异构脱氢、脱氢环化等芳构化反应
异构化、加氢裂解、缩合
芳烃
预分馏 馏程合适
预加氢 非烃杂质含量少
预脱砷 砷含量低
表5-3 催化重整主要生产工艺
※M2重整为Mobil公司开发的重整新工艺
C3~C5(烯烃+烷烃)
ZSM-5择形催化剂 530℃,0.27MPa,2.5h-1
400~500°C
铀酸铋
+CO2 + H2O S=70%
氧化深度难控制,反应选择性较低
(3)烷基芳烃的加氢脱烷基
+H2
+RH
R
CH3 + H2
+ CH4
甲苯、甲基萘生产苯、萘的途径
H2有利于抑制焦炭生成,但也会发生深度加氢裂解副反应
CH3 +10H2
7CH4
表5-8 催化法和热法加氢脱烷基的比较
(4)烷基芳烃的水蒸汽脱烷基法
第五章 芳烃来源及转化
第一节 概述 第二节 芳烃转化 第三节 C8芳烃的分离
第一节 概述
苯、甲苯、二甲苯、 乙苯、异丙苯、十六 烷基苯、萘
合成树脂、合成纤维、合 成橡胶、合成洗涤剂、农 药、医药、香料等。
苯
苯乙烯,环氧乙烷,苯酚,苯胺,烷基苯
芳烃
甲苯 混合二甲苯
溶剂,甲酚
对二甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 乙苯
芳烃(64.47%χ) + 非芳烃
三个并联(一个反应、一个再生、一个备用)的绝热固 定再生式反应器.反应和再生周期均为24小时,总芳烃85%
※ Aromax重整为Chevrom公司开发的重整新工艺
C6~C8(烷烃)
氢油比5,Pt/Ba-K-L 500℃,0.4MPa,2.5h-1
芳烃
芳烃总收率高(41.4%,ω,以抽余油为原料),催化剂
对苯二甲酸 邻苯二甲酸酐 间苯二甲酸
苯乙烯
㈠ 芳烃的来源
煤高温干馏(焦化)副产粗苯和煤焦油
烃类热裂解副产裂解汽油 90%,石油芳烃
催化重整生产重整生成油
表5-1 芳烃来源构成 表5-2 芳烃含量与构成
1.焦化芳烃生产
75%焦炭 煤
25%粗煤气
粗苯1.1% 煤焦油4.0%
粗煤气初冷,脱氨,脱萘 洗油吸收液 解吸 粗苯 分馏 终冷
中心参与下的正碳离子反应,转化反应产物较复杂。酸性催化剂
的酸类型、酸强度、酸密度直接影响催化剂的活性和选择性。
酸性卤化物 AlBr3、AlCl3、BF3
HBr、HCl、HF
低温、液相,强腐蚀性,烷基化、异构化
固体酸
负载在载体上的质子酸;负载在载体上的酸性卤化物; 混合氧化物;贵金属-Al2O3;分子筛
1. 脱烷基方法
(1)烷基芳烃的催化脱烷基
RCH(CH3)2
硅酸铝
350~550°C
+ R'(CH3CH=CH2) 强吸热反应
烷基愈大愈易脱除 叔丁基>异丙基>乙基>甲基, 甲苯得不到苯。
(2)烷基芳烃的催化氧化脱烷基
CnH2n+1 +3/2nO2
Cata
+nCO2 + nH2O
CH3 +3/2O2
轻苯
轻馏分 碱中和、分馏 双环戊二烯、苯馏分、CS2
B
重馏分
H2SO4/H2精制 分馏
T X
重苯
分馏
萘、蒽及其同系物
2.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 烃
x
分 C9A 馏
脱烷基 歧化 C8分馏
异构化
石油芳烃生产过程
寿命长,可广泛应用于半再生、连续再生反应器中,重整生成
抽余油中烷烃转化率高。
(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
表5-4 裂解汽油生产芳烃收率
裂解汽油中含烯烃、双烯烃、氧、氢、硫等杂质, 需经预处理或加氢精制,方可作为芳烃抽提原料。
预处理:分离出异戊二烯、间戊二烯和环戊二烯
表5-7 溶剂萃取分离芳烃工业生产方法概况
(三)芳烃的转化
苯、对二甲苯、邻二甲苯、 甲苯、间二甲苯、C9重芳烃
需求量大 大量过剩
苯
烷基化
脱烷基 甲苯 C9芳烃 C8芳烃
歧化 烷基转移
异构化
分离
甲基萘
脱烷基
萘
乙苯 异丙苯 十二烷基苯
苯 C8芳烃 CC190芳芳烃烃
对二甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 乙苯
烷基化、歧化、烷基转移、异构化等反应均为在酸性活性
第二节 芳烃转化
一 芳烃的脱烷基反应
CH3
+ H2
+ CH4 H =-49.02kJ/mol
CH3 + H2
+ CH4
C6H3(CH3)3+H2
k1
C6H4(CH3)2+CH4
C6H4(CH3)2+H2
k2
C6H5CH3+CH4
C6H5CH3+H2
k3
C6H6+CH4
k1/k3=4.4
k2/k3=2.7
CH3 +H2O
+ CO+H2
CH3 +2H2O
CH3 +14H2O
+ CO2 + 3H2 7CO2 +18H2
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
单烯烃,芳烃: 防止二烯烃聚合
二烯段烃高、R温SH气、相RNH加2、氢RC:OOHCo-Mo-Al2OL3,HS3V001℃.5,h4-1MPa
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
烷烃、H2S、NH3、H2O
(3)轻烃芳构化与重芳烃的轻质化
生产
原料摩尔分数
产品摩尔分数
目的 非芳烃 苯 甲苯 C8芳烃 C9+芳烃 苯 C8芳烃
二甲苯 2.3% 11.3% 0.7% 0.3% 85.4% 36.9% 37.7%
苯 3.2% -- 47.3% 49.5% -- 75.7% --
(二)芳烃馏分的分离
溶剂萃取:从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯 萃取蒸馏:从芳烃含量高的窄馏分中分离纯度高的单一芳烃