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石油化工工艺第四章(第二三节)

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石油化工工艺第四章(第二三节)_第1页
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烷基转移,两个不同芳烃分子之间发生烷基转移的过程与歧化反应互为逆反应1,)、催化剂,2,、操作条件分析,硅酸系催化剂,添加活性金属(,Ag,,,Zn,等)的,SiO,2,-Al,2,O,3,分子筛催化剂,Y,型,M,型(即丝光沸石),ZSM,系分子筛,2,)、温度,歧化及烷基转移反应是可逆反应,热效应很小,反应温度对化学平衡的影响不大,但催化剂的活性随温度的升高而提高,使温度成为影响反应的主要因素综合考虑反应温度为,400,500,3,)、压力,在一定压力范围内,歧化速度是随甲苯分压增加而加快临氢时,生产上选用总压一般为,2.94MPa,5,)、芳烃原料组成,芳烃原料的组成,尤其两种主要原料甲苯(,T,)和,C9A,的配比成为影响化学反应的首要因素P113,),表,4-2,采用三甲苯含量较高的,C9,芳烃作为原料,4,)氢油比,氢气的存在可以抑制生焦生碳等反应,改善催化剂表面的积炭程度工业生产上一般选用氢与甲苯的摩尔比为,10,左右3,、工艺流程,加压临氢气相歧化法,甲苯歧化工业生产方法,临氢岐化和烷基转移工艺流程,1-,加热炉,2-,反应器,3-,分离器,4-,氢气压缩机,5-,冷凝器,6-,稳定塔,7-,白土塔,8-,苯塔,9-,甲苯塔,10-,二甲苯塔,11-C9,芳烃塔,80%,氢气,径向流动型反应器,P110,脱铝氢型丝光沸石,390-500,歧化及烷基转移工艺是以,甲苯和,C9,芳烃为原料,,,通过歧化及烷基转移反应生成高附加值的,C8,芳烃,是,生产对二甲苯的原料,甲苯,C,9,芳烃,苯,二甲苯,芳烃歧化,烷基转移,芳烃歧化和烷基转移工艺可将甲苯和,C9,芳烃有效地转化为苯和二甲苯。

二、,C,8,芳烃的异构化:,(,对位,、邻位、,间位二甲苯,和乙苯的混合物;目的;,改变化合物的结构,不改变其组成和分子量,),不含或少含对,二甲苯的,C8,芳烃,增产对二甲苯,(,达到平衡组成,),催化反应,主反应,主反应,三种二甲苯异构体之间的相互转化,乙苯与二甲苯之间的转化,双功能,异构化所需的酸性,加氢脱氢的活性,无定型,SiO,2,-Al,2,O,3,催化剂,分子筛催化剂,1,)、催化剂,2,、操作条件分析,2,)、温度,反应温度为,400,450,,随催化剂活性降低,逐步提高反应温度至,430,后再生3,)、压力,压力对二甲苯异构无影响,但是提高氢分压,有利于乙苯异构为二甲苯生产上选用总压一般为,1.37-2.30MPa,4,)、氢油比,氢气参加反应、保护催化剂工业生产上一般选用氢与进料的摩尔比为,6:1,5,)芳烃原料要求,二甲苯浓度越低,越有利于异构化反应生成对二甲苯方向进行3,、,C,8,芳烃异构化工艺流程,烯烃、卤代烷烃,三、,芳烃的烷基化,乙烯、丙烯和十二烯;氯乙烷,原料芳烃,(,苯,),烷基化剂,催化剂,产物,1,、苯烷基化反应的化学过程,常用催化剂:液相法、气相法,酸性卤化物:氯化铝,磷酸,/,硅藻土,分子筛催化剂,2,、苯烷基化生产乙苯,原料,苯、乙烯,催化剂,三氯化铝法,反应状态,液相法,反应条件,温度:,反应是放热反应,根据实践经验选定与苯沸点相近的温度,烷基化反应的,最宜温度为,90,一,100,(考虑络合物催化剂的热稳定性及防腐材料的耐热性),压力:,三氯化铝常压下很高的催化活性,,通常是常压,。

当稀乙烯的时候,提高压力,,0.4-0.5MPa,原料配比,:,乙烯与苯的分子比以,0.5,1,为宜催化剂用量:烷基化温度有关,当反应温度为,80,时,AlCl3,催化剂用量应不低干,10,;当反应温度升至,100,时,,AlCl3,的用量只需,7,-8,烷基化生产乙苯工艺流程,四、芳烃的脱烷基化,1,、脱烷基化 目的:,烷基芳烃分子中与苯环直接相连的烷基,在一定的条件下可以被脱去四、芳烃的脱烷基化,烷基芳烃,催化,脱烷基,烷基芳烃,催化氧化,脱烷基,烷基芳烃,加氢,脱烷基,烷基苯,水蒸气,脱烷基,2,、脱烷基化方法,1,)、烷基芳烃的,催化,脱烷基,在催化裂化的条件下可以发生脱烷基反应生成,苯和烯烃,2,)烷基芳烃的催化氧化脱烷基,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,甲苯、甲基萘生产苯、萘的途径,4,)、烷基苯水蒸气脱烷基法,水蒸气代替氢气的脱烷基,优点:,廉价水蒸气 副产大量含氢气体,缺点:,苯收率比加氢法低,9097%,催化剂成本高,1,),以氧化铬氧化铝为催化剂甲苯催化加氢脱甲基制苯,3,、甲苯加氢脱烷基制苯,反应原理主反应,甲苯催化加氢脱甲基制苯,2,)、甲苯热脱烷基制苯,芳烃的转化,乙苯,苯,脱烷基,甲苯,C,9,芳烃,C,8,芳烃,甲基萘,烷基化,歧化,烷基转移,异丙苯,十二烷基苯,苯,C,8,芳烃,C,9,芳烃,C,10,芳烃,异构化,脱烷基,分离,对二甲苯,邻二甲苯,间二甲苯,乙苯,萘,第三节,C,8,芳烃的分离,一、,C,8,芳烃的组成与性质,组分,性质,沸点,熔点,相对碱度,与配合物相对稳定性,邻二甲苯,144.411,-25.173,2,2,间二甲苯,139.104,-47.872,3100,20,对二甲苯,138.351,13.263,1,1,乙苯,136.186,-94.971,0.1,二、,C,8,芳烃单体的分离,沸点差异 精馏法,凝固点差异 深冷结晶法,吸附能力不同 吸附分离,1,、邻二甲苯的分离:,精馏法分离,沸点最高,与关键组分对二甲苯的沸点相差,5.3,2,、,乙苯的分离,:,沸点最低,与关键组成对二甲苯的沸点仅差,2.2,,,可用精馏法分离,但是比较困难,精馏分离耗能大,异构化装置中转化回收。

C,8,芳烃单体的分离,3,、,对、间二甲苯的分离,目前工业上的方法,(,1,)冷冻结晶法,(,2,)吸附分离法,分离原理,利用各组分熔点的不同,通过结晶析出得到对二甲苯;,32,吸附分离法,吸附分离法就是,利用某种固体吸附剂,,有选择地吸附混合物中某一组分,随后使之从吸附剂上解吸出来,从而达到分离的目的吸附分离,C8,混合芳烃是采用,液相操作,其,原理,是选择,分于筛作为吸附剂,,它对于对二甲苯吸附能力较强,而对其它的二甲苯异构体吸附能力较弱,从而使对二甲苯可以从混合二甲苯中被分子筛吸附;然后用一种液体脱附剂冲洗,使对二甲苯从分子筛吸附剂上脱附;最后用精馏的方法分离对二甲苯和脱附剂,从而达到分离对二甲苯与其它异构体的目的3,),模拟移动床吸附分离法,模拟移动床的作用原理,:,吸附剂在床内固定不动,而将物料进出口点连续向上移,其作用与保持进出口点不动而连续自上而下移动固定吸附剂是一样的34,模拟移动床吸附分离工艺流程示意图,35,原料,C8,混合芳烃加热到,450K,(,177,),经旋转阀进入吸附塔吸附分离后,抽提液从吸附塔流出经旋转阀送到抽提液塔抽提塔顶馏分为粗对二甲苯,送至成品塔,塔底采出液为解吸剂。

抽余液从吸附塔流出经旋转网送至抽余液塔,塔底分出的解吸剂与抽提塔底解吸液汇合,大部分进入解吸剂槽后经放转阀再进入吸附塔,少部分(约,1%,)则送解吸剂再精馏塔从解吸剂再精馏塔顶来出的纯解吸剂,经抽余液塔去解吸剂槽,塔底为解吸剂中的高沸点重组分物质从抽余液塔侧线采出的含对二甲苯很少的混合二甲苯,送至异构化装置作为异构化原料成品塔顶馏出物为主要含甲苯的轻馏分,送芳烃抽提装置回收利用,塔底产品是精制的对二甲苯芳,烃,生,产,催化重整,用途:汽油组分;化工原料;有机溶剂,来源:重整汽油;热裂解汽油;煤焦油,概 述,反应:芳构化;异构化反应;加氢裂化;缩合反应,催化剂:,组成:由主催化剂:,Pt,和卤素;助催化剂:,Re,、,Sn,、,Ir,等;载体:氧化铝等构成,评价:,物理性质,使用性能,流程:,原料预处理:预分馏,预脱砷,脱水,预加氢,重整反应:反应流程,影响因素,控制方法,芳烃抽提:原理,溶剂选择,影响因素,流程,芳烃精馏:精馏原理,控制方法,工艺流程,裂解汽油,组成:芳烃,烷烃,环烷烃,,烯烃,氧,氯,硫及金属等,加氢精制:饱和烯烃;除去,氧、氯、硫及金属杂质,分离:芳烃抽提;芳烃精馏,反应:甲苯歧化;,C,7,与,C,9,芳烃烷基转移;,C,8,芳烃异构化,工艺流程:反应,产物分离,操作控制,对二甲苯,本节总结,二、,芳烃生产技术发展方向,由于芳烃在化工原料中所占有的重要地位,其生产技术的发展受到了广泛重视。

近年来在,开辟新的原料来源,,开发新一代更高水平的催化剂和工艺,,提高芳烃收率和选择性,降低能耗和操作费用,现有装置的技术改造,提高生产方案的灵活性,等方面取得了长足的技术进步,,大大提高了芳烃生产的技术水平,,有的已经在工业生产中发挥重要作用,有的已显示出巨大的潜力芳烃生产技术发展主要有如下几个方面1)扩大芳烃原料来源,(2)工艺革新,提高技术水平,(3)产品新用途促进了产品的结构调整,(4)化学工程新技术发挥重要作用,(5)新老技术共同发展,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH,内容总结,第二节 芳烃的转化芳烃的转化反应(脱烷基反应除外)都是在酸性催化剂存在下进行,具有相同反应机理芳烃原料的组成,尤其两种主要原料甲苯(T)和C9A的配比成为影响化学反应的首要因素氢气的存在可以抑制生焦生碳等反应,改善催化剂表面的积炭程度。

芳烃歧化和烷基转移工艺可将甲苯和C9芳烃有效地转化为苯和二甲苯压力对二甲苯异构无影响,但是提高氢分压,有利于乙苯异构为二甲苯常用催化剂:液相法、气相法烷基芳烃分子中与苯环直接相连的烷基,在一定的条件下可以被脱去烷基芳烃催化氧化脱烷基烷基芳烃加氢脱烷基1)、烷基芳烃的催化脱烷基2)烷基芳烃的催化氧化脱烷基3)烷基芳烃的加氢脱烷基甲苯、甲基萘生产苯、萘的途径反应原理主反应1、邻二甲苯的分离:精馏法分离3、对、间二甲苯的分离最后用精馏的方法分离对二甲苯和脱附剂,从而达到分离对二甲苯与其它异构体的目的抽提塔顶馏分为粗对二甲苯,送至成品塔,塔底采出液为解吸剂,。

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