4 化工工艺学 芳烃转化过程.ppt

芳烃转化过程 主要芳烃及用途 三苯：苯、甲苯和二甲苯 简称BTX 混合二甲苯：乙苯和三个二甲苯异构体组成的混合物 C8芳烃 异丙苯、十二烷基苯和萘 苯 甲苯 二 甲 苯 不同来源的芳烃含量与组成 不同国家芳烃来源构成 芳烃的生产 焦化芳烃生产方法 芳烃的生产 石油芳烃生产方法 工艺过程 反应 分离 转化 美国、西欧和日本、中国的特点不同 原料 石脑油 裂解汽油 生产过程 石油芳烃的生产过程 催化重整基本化学反应 主反应 环烷烃脱氢 五元环异构脱氢 烷烃脱氢环化 烷烃异构加氢裂解 副反应 烯烃聚合 加氢裂解 石油芳烃的生产 催化重整原料 石脑油馏分 烃族组成 : 含环烷烃多 馏程: 依据生产目的芳烃选取 发展新原料 加氢裂化石脑油 加氢焦化汽油 裂解汽油萃余油 催化重整原料预处理 加氢预处理 除去微量对催化剂有害的杂质 硫 w% 0.5~2 ×10-6 砷 w% 2 ×10-9 重金属 w% 2 ×10-8 催化重整催化剂 一种或多种贵金属高度分散在多孔载体上，主金属铂 双金属催化剂( 工业化） 铂铼 铂锡 铂铱 载体：γ-Al2O3 催化重整工艺 裂解汽油组成 裂解汽油组成 40~60% C6-C9芳烃 二烯烃、单烯烃 、烷烃 氧、氮、硫及砷的化合物 裂解汽油中的C5馏分 异戊二烯 间戊二烯 环戊二烯 合成橡胶和精细化工原料 二烯烃加氢生成烯烃 汽油 加氢生成C5烷烃 烃裂解原料 一段加氢 二烯烃 单烯烃 烯基芳烃 芳烃 工艺条件：Pd/Al2O3 催化剂 (低温液相反应) 指标：二烯烃含量 2% 二段加氢 单烯烃 饱和烃 脱除S 、O 、 N 等有机化合物 工艺条件：Co-Mo-Al2O3催化剂 (较高温度 气相反应) 指标：溴值低于1 含硫2×10-6 (Wt%) 石油芳烃的生产 由烷烃生产芳烃的Cyclar工艺 英国石油（BP）公司，以世界市场过剩的低价液化石油气－丙烷、丁烷为原料，经催化脱氢、齐聚、环化和芳构化生产芳烃 特点：与石脑油重整相比较 原料无须预处理 不需芳烃抽提装置（非芳烃10-3） 副产氢气产率高 芳烃馏分的分离 芳烃馏分都是由芳烃和非芳烃组成的混合物 溶剂萃取法 从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯 萃取蒸馏法 从窄馏分中分离纯度高的单一芳烃 对溶剂性能的基本要求 对芳烃的溶解选择性好、溶解度高 与萃取原料密度差大 蒸发潜热与热容小、蒸汽压小 有良好的化学稳定性与热稳定性、腐蚀性小 工业生产方法 Unex法 二甘醇 Sulfolane法 环丁砜 Arosolvan法 N-甲基吡络烷酮 IFP法 N-甲酰吗啉 原理 　 萃取蒸馏是利用极性溶剂与烃类混合时，能降低烃类蒸汽压使混合物初沸点提高的原理而设计的工艺过程 芳烃转化的化学反应 芳烃的转化的化学反应 4.2 芳烃转化 苯与对二甲苯的需求量最大，其次是邻二甲苯 甲苯、间二甲苯及C9芳烃未得到重大的化工利用 4.2.1 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 脱 烷 基 化 方 法 烷基芳烃催化脱烷基 在催化裂化的条件下可以发生脱烷基反应生成苯和烯烃 强吸热反应 烷基愈大愈容易脱去 叔丁基〉异丙基〉乙基 甲 不适用于甲苯脱甲基制苯 烷基芳烃催化氧化脱烷基 以甲苯为例，选择性70% 氧化催化剂 如铀酸铋 氧化深度难控，选择性低，未工业化 工业上广泛用于甲苯脱甲基制苯 临氢条件下，有利于抑制焦炭生成 存在深度加氢副反应 热法脱烷基的优点： 不需催化剂 苯收率高 原料适应性较强 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 90~97% 催化剂成本高 主副反应热力学分析 主反应在热力学上有利。温度不太高，氢分压较高时，可进行得比较完全 环烷烃加氢裂解成甲烷为不可逆反应，