化学工艺学第四章(芳烃)讲稿资料.ppt

第4章 芳烃转化过程 4．1 概述 4．2 芳烃的来源与生产方法 4．3 芳烃转化 4．4 C8芳烃的分离 4．5 芳烃生产技术进展 4．1 概述芳烃是含苯环结构的碳氢化合物的总称芳烃中的“三苯”（苯（Benzene ）、甲苯 （Toluene ）和二甲苯（Xylene ），简称 BTX）和烯烃中的“三烯是化学工业的基础原料 芳烃中以苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯、十二烷基苯和萘最为重要 可作为三大合成材料和精细化工产品的合成原料 化工所需芳烃:主要是苯、甲苯及二甲苯 苯: 合成苯乙烯、环己烷、苯酚、苯胺及烷基苯等 甲苯: 有机合成的优良溶剂;合成异氰酸酯、甲酚或通过歧化和脱烷基制苯 C8芳烃:二甲苯和乙苯二甲苯异构体:对二甲苯、邻二甲苯和间二甲苯 混合二甲苯:乙苯和三个二甲苯异构体组成 对二甲苯(PX):*生产对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯 *与乙二醇反应生成的聚酯 生产纤维、胶片和树脂 最重要的合成纤维和塑料之一 邻二甲苯(OX):生产邻苯二甲酸酐 生产增塑剂 如 邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）等 间二甲苯(MX):生产间苯二甲酸 生产不饱和聚酯树脂 *生产少量的间苯二腈 生产杀菌剂的单体 乙苯:制取苯乙烯 生产丁苯橡胶和苯乙烯塑料等 C9芳烃中：①异丙苯:生产苯酚／丙酮的量最大∵C9芳烃中的含量太低∴工业上由苯烃化法生产 ②偏三甲苯（1,2,4-三甲苯 ）: *生产偏苯三酸 制取优质增塑剂、醇酸树脂涂料、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯、环氧树脂的固化剂 *相当数量的偏三甲苯还用于维生素E等药品生产 ③均三甲苯（1,3,5-三甲苯 ）: *生产均苯三酸 制醇酸树脂和增塑剂 *生产染料中间体、橡胶和塑料等的稳定剂  C10芳烃中： ①均四甲苯（1.2.4.5-四甲苯 ）: 生产均苯四酸酐 制取聚酰亚胺(PI)等耐热性树脂 *大量用于国防和宇航工业等尖端部门(耐400℃高温) *作环氧树脂的固化剂和耐高温增塑剂 聚酰亚胺（polyimides ,PI) Ar1和 Ar2 为不同的芳基 主链含重复的酰亚胺集团-CONCO- ②对二乙苯:用作对二甲苯吸附分离中的脱附剂 ③萘:生产染料、鞣料、润滑剂、杀虫剂、防蛀剂等 ∣ 4．2 芳烃的来源与生产方法 4.2.1 芳烃生产现状及发展趋势 4.2.2 焦化芳烃生产 4.2.3 石油芳烃生产 4.2.4 轻烃芳构化与重芳烃的轻质化 4．2. 1 芳烃生产现状及发展趋势 1986年世界BTX生产能力仅3291万吨，2003年已达到8738万吨;中国2003年BTX生产能力达到614.8万吨 最初全部来自煤焦化工业∵有机合成工业的迅速发展，芳烃的需求量上升, 焦化芳烃不能满足需求∴许多工业发达国家开始发展石油芳烃 石油芳烃发展至今，已成主要来源，约占80％ 来源构成如表4－1所示;量与组成见表4－2 ∵各国资源不同，裂解汽油芳烃在石油芳烃中比重也不同 3．2 裂解过程的工艺参数和操作指标 美国:∵C2= 天然气凝析液为原料，副产芳烃很少 ∴石油芳烃 催化重整油 日本与欧洲: ∵ C2= 石脑油为原料，副产芳烃较多且从裂解汽油芳烃的投资与操作费用比重整油芳烃低 ∴从裂解汽油中回收芳烃量较大 #∵ C2=原料 轻烃转向石脑油与柴油 ∴裂解汽油芳烃的比重有上升趋势 石脑油蒸汽裂解副产芳烃汽油量约为原料量的25% # 焦化芳烃生产受冶金工业的限制，其产量将维持现状或略有增加 不同来源的芳烃含量与组成 4．2．2 焦化芳烃生产 # 干馏:生成75％焦炭，粗煤气约25％; 其中粗苯约占1.1％，煤焦油约占4.0% #粗煤气经初冷、脱氨、脱萘、终冷后，进行粗苯回收 用洗油从粗煤气中吸收粗苯后，经蒸馏脱吸，得到粗苯，粗苯回收率约90％ # 粗苯:由多种芳烃和其他化合物组成，其主要组分是苯、甲苯和二甲苯 粗苯的组成见表4－3 焦化芳烃生产方法  # 粗苯经分馏 轻苯与重苯轻苯:含绝大部分BTX、大部分硫化物及50％的不饱和烃 轻苯再经分馏 塔顶:低沸物，塔底:BTX混合馏分 # BTX混合馏分 精制 精馏 BTX产品 精制方法:硫酸精制法与催化加氢精制法两类 美日英等国焦化厂:全部或大部分采用催化加氢精制法 我国焦化厂:主要采用硫酸精制法，大型