石油化工工藝第四章第二三節(jié)課件

第二節(jié)芳烴的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化原因芳烴轉(zhuǎn)化的化學(xué)過(guò)程歧化與烷基轉(zhuǎn)移化；C8芳烴的異構(gòu)化；芳烴的烷基化；芳烴的脫烷基化苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、需求量大甲苯、間二甲苯、C9重芳烴大量過(guò)剩，用量較小芳烴的轉(zhuǎn)化反應(yīng)（脫烷基反應(yīng)除外）都是在酸性催化劑存在下進(jìn)行，具有相同反應(yīng)機(jī)理一、芳烴的歧化

1、反應(yīng)原理：一般指兩個(gè)相同芳烴分子在酸性催化劑作用下，一個(gè)芳烴分子上的側(cè)鏈烷基轉(zhuǎn)移到另一個(gè)芳烴分子上去的反應(yīng)。烷基轉(zhuǎn)移兩個(gè)不同芳烴分子之間發(fā)生烷基轉(zhuǎn)移的過(guò)程。與歧化反應(yīng)互為逆反應(yīng)。1）、催化劑2、操作條件分析硅酸系催化劑添加活性金屬（Ag，Zn等）的SiO2-Al2O3分子篩催化劑Y型M型（即絲光沸石）ZSM系分子篩2）、溫度歧化及烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)是可逆反應(yīng)，熱效應(yīng)很小，反應(yīng)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響不大，但催化劑的活性隨溫度的升高而提高，使溫度成為影響反應(yīng)的主要因素。綜合考慮反應(yīng)溫度為400～500℃。3）、壓力

在一定壓力范圍內(nèi)，歧化速度是隨甲苯分壓增加而加快。臨氫時(shí)，生產(chǎn)上選用總壓一般為2.94MPa。5）、芳烴原料組成芳烴原料的組成，尤其兩種主要原料甲苯（T）和C9A的配比成為影響化學(xué)反應(yīng)的首要因素。（P113）

表4-2

采用三甲苯含量較高的C9芳烴作為原料4）氫油比氫氣的存在可以抑制生焦生碳等反應(yīng)，改善催化劑表面的積炭程度。工業(yè)生產(chǎn)上一般選用氫與甲苯的摩爾比為10左右。3、工藝流程加壓臨氫氣相歧化法甲苯歧化工業(yè)生產(chǎn)方法

臨氫岐化和烷基轉(zhuǎn)移工藝流程

1-加熱爐2-反應(yīng)器3-分離器4-氫氣壓縮機(jī)5-冷凝器6-穩(wěn)定塔7-白土塔8-苯塔9-甲苯塔10-二甲苯塔11-C9芳烴塔80%氫氣徑向流動(dòng)型反應(yīng)器P110脫鋁氫型絲光沸石390-500℃歧化及烷基轉(zhuǎn)移工藝是以甲苯和C9芳烴為原料，通過(guò)歧化及烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成高附加值的C8芳烴,是生產(chǎn)對(duì)二甲苯的原料甲苯C9芳烴苯二甲苯＋芳烴歧化烷基轉(zhuǎn)移＋芳烴歧化和烷基轉(zhuǎn)移工藝可將甲苯和C9芳烴有效地轉(zhuǎn)化為苯和二甲苯。二、C8芳烴的異構(gòu)化：

（對(duì)位、鄰位、間位二甲苯和乙苯的混合物；目的；

改變化合物的結(jié)構(gòu)，不改變其組成和分子量）不含或少含對(duì)二甲苯的C8芳烴增產(chǎn)對(duì)二甲苯(達(dá)到平衡組成)催化反應(yīng)主反應(yīng)主反應(yīng)三種二甲苯異構(gòu)體之間的相互轉(zhuǎn)化乙苯與二甲苯之間的轉(zhuǎn)化雙功能，異構(gòu)化所需的酸性，加氫脫氫的活性無(wú)定型SiO2-Al2O3催化劑分子篩催化劑1）、催化劑2、操作條件分析2）、溫度反應(yīng)溫度為400～450℃，隨催化劑活性降低，逐步提高反應(yīng)溫度至430℃后再生。3）、壓力壓力對(duì)二甲苯異構(gòu)無(wú)影響，但是提高氫分壓，有利于乙苯異構(gòu)為二甲苯。生產(chǎn)上選用總壓一般為1.37-2.30MPa。4）、氫油比氫氣參加反應(yīng)、保護(hù)催化劑。工業(yè)生產(chǎn)上一般選用氫與進(jìn)料的摩爾比為6:1。5）芳烴原料要求二甲苯濃度越低，越有利于異構(gòu)化反應(yīng)生成對(duì)二甲苯方向進(jìn)行。3、C8芳烴異構(gòu)化工藝流程烯烴、鹵代烷烴三、

芳烴的烷基化乙烯、丙烯和十二烯；氯乙烷＋原料芳烴(苯)烷基化劑＋催化劑產(chǎn)物1、苯烷基化反應(yīng)的化學(xué)過(guò)程常用催化劑：液相法、氣相法酸性鹵化物：氯化鋁磷酸/硅藻土分子篩催化劑2、苯烷基化生產(chǎn)乙苯原料苯、乙烯催化劑

三氯化鋁法反應(yīng)狀態(tài)

液相法反應(yīng)條件●溫度：反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)．選定與苯沸點(diǎn)相近的溫度，烷基化反應(yīng)的最宜溫度為90一100℃（考慮絡(luò)合物催化劑的熱穩(wěn)定性及防腐材料的耐熱性）壓力：三氯化鋁常壓下很高的催化活性，通常是常壓。當(dāng)稀乙烯的時(shí)候，提高壓力，0.4-0.5MPa。原料配比：乙烯與苯的分子比以0.5～1為宜。

催化劑用量：烷基化溫度有關(guān)。當(dāng)反應(yīng)溫度為80℃時(shí),AlCl3催化劑用量應(yīng)不低干10％；當(dāng)反應(yīng)溫度升至100℃時(shí)，AlCl3的用量只需7％-8。烷基化生產(chǎn)乙苯工藝流程四、芳烴的脫烷基化1、脫烷基化目的：烷基芳烴分子中與苯環(huán)直接相連的烷基，在一定的條件下可以被脫去。四、芳烴的脫烷基化烷基芳烴催化脫烷基烷基芳烴催化氧化脫烷基烷基芳烴加氫脫烷基烷基苯水蒸氣脫烷基2、脫烷基化方法1）、烷基芳烴的催化脫烷基在催化裂化的條件下可以發(fā)生脫烷基反應(yīng)生成苯和烯烴2）烷基芳烴的催化氧化脫烷基氧化深度難控制，反應(yīng)選擇性較低

3）烷基芳烴的加氫脫烷基

甲苯、甲基萘生產(chǎn)苯、萘的途徑4）、烷基苯水蒸氣脫烷基法水蒸氣代替氫氣的脫烷基優(yōu)點(diǎn)：廉價(jià)水蒸氣副產(chǎn)大量含氫氣體缺點(diǎn)：苯收率比加氫法低90~97%催化劑成本高1）以氧化鉻－氧化鋁為催化劑甲苯催化加氫脫甲基制苯3、甲苯加氫脫烷基制苯

反應(yīng)原理主反應(yīng)甲苯催化加氫脫甲基制苯2）、甲苯熱脫烷基制苯

芳烴的轉(zhuǎn)化

乙苯苯脫烷基甲苯C9芳烴C8芳烴甲基萘烷基化歧化烷基轉(zhuǎn)移異丙苯十二烷基苯苯C8芳烴C9芳烴C10芳烴異構(gòu)化脫烷基分離對(duì)二甲苯

鄰二甲苯間二甲苯乙苯萘第三節(jié)C8芳烴的分離一、C8芳烴的組成與性質(zhì)組分性質(zhì)沸點(diǎn)熔點(diǎn)相對(duì)堿度與配合物相對(duì)穩(wěn)定性鄰二甲苯144.411-25.17322間二甲苯139.104-47.8723~10020對(duì)二甲苯138.35113.26311乙苯136.186-94.9710.1——二、C8芳烴單體的分離沸點(diǎn)差異→精餾法凝固點(diǎn)差異→深冷結(jié)晶法吸附能力不同→吸附分離1、鄰二甲苯的分離：精餾法分離沸點(diǎn)最高與關(guān)鍵組分對(duì)二甲苯的沸點(diǎn)相差5.3℃2、乙苯的分離：沸點(diǎn)最低，與關(guān)鍵組成對(duì)二甲苯的沸點(diǎn)僅差2.2℃，可用精餾法分離，但是比較困難，精餾分離耗能大，異構(gòu)化裝置中轉(zhuǎn)化回收。C8芳烴單體的分離3、對(duì)、間二甲苯的分離目前工業(yè)上的方法（1）冷凍結(jié)晶法（2）吸附分離法分離原理利用各組分熔點(diǎn)的不同，通過(guò)結(jié)晶析出得到對(duì)二甲苯；

32吸附分離法吸附分離法就是利用某種固體吸附劑，有選擇地吸附混合物中某一組分，隨后使之從吸附劑上解吸出來(lái)，從而達(dá)到分離的目的。吸附分離C8混合芳烴是采用液相操作。其原理是選擇分于篩作為吸附劑，它對(duì)于對(duì)二甲苯吸附能力較強(qiáng)，而對(duì)其它的二甲苯異構(gòu)體吸附能力較弱，從而使對(duì)二甲苯可以從混合二甲苯中被分子篩吸附；然后用一種液體脫附劑沖洗，使對(duì)二甲苯從分子篩吸附劑上脫附；最后用精餾的方法分離對(duì)二甲苯和脫附劑，從而達(dá)到分離對(duì)二甲苯與其它異構(gòu)體的目的。（3）模擬移動(dòng)床吸附分離法

模擬移動(dòng)床的作用原理：吸附劑在床內(nèi)固定不動(dòng)，而將物料進(jìn)出口點(diǎn)連續(xù)向上移，其作用與保持進(jìn)出口點(diǎn)不動(dòng)而連續(xù)自上而下移動(dòng)固定吸附劑是一樣的。34模擬移動(dòng)床吸附分離工藝流程示意圖35原料C8混合芳烴加熱到450K（177℃），經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)入吸附塔吸附分離后，抽提液從吸附塔流出經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥送到抽提液塔。抽提塔頂餾分為粗對(duì)二甲苯，送至成品塔，塔底采出液為解吸劑。抽余液從吸附塔流出經(jīng)旋轉(zhuǎn)網(wǎng)送至抽余液塔，塔底分出的解吸劑與抽提塔底解吸液匯合，大部分進(jìn)入解吸劑槽后經(jīng)放轉(zhuǎn)閥再進(jìn)入吸附塔，少部分（約1%）則送解吸劑再精餾塔。從解吸劑再精餾塔頂來(lái)出的純解吸劑，經(jīng)抽余液塔去解吸劑槽，塔底為解吸劑中的高沸點(diǎn)重組分物質(zhì)。從抽余液塔側(cè)線(xiàn)采出的含對(duì)二甲苯很少的混合二甲苯，送至異構(gòu)化裝置作為異構(gòu)化原料。成品塔頂餾出物為主要含甲苯的輕餾分，送芳烴抽提裝置回收利用，塔底產(chǎn)品是精制的對(duì)二甲苯。芳烴生產(chǎn)催化重整用途：汽油組分；化工原料；有機(jī)溶劑來(lái)源：重整汽油；熱裂解汽油；煤焦油概述反應(yīng)：芳構(gòu)化；異構(gòu)化反應(yīng)；加氫裂化；縮合反應(yīng)催化劑：①組成：由主催化劑：Pt和鹵素；助催化劑：Re、Sn、Ir等；載體：氧化鋁等構(gòu)成

②評(píng)價(jià)：物理性質(zhì)，使用性能流程：①原料預(yù)處理：預(yù)分餾，預(yù)脫砷，脫水，預(yù)加氫

②重整反應(yīng)：反應(yīng)流程，影響因素，控制方法

③芳烴抽提：原理，溶劑選擇，影響因素，流程

④芳烴精餾：精餾原理，控制方法，工藝流程裂解汽油組成：芳烴，烷烴，環(huán)烷烴，烯烴，氧，氯，硫及金屬等加氫精制：飽和烯烴；除去氧、氯、硫及金屬雜質(zhì)分離：芳烴抽提；芳烴精餾反應(yīng)：甲苯歧化；C7與C9芳烴烷基轉(zhuǎn)移；C8芳烴異構(gòu)化工藝流程：反應(yīng)，產(chǎn)物分離，操作控制對(duì)二甲苯本節(jié)總結(jié)二、

芳烴生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展方向由于芳烴在化工原料中所占有的重要地位，其生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展受到了廣泛重視。近年來(lái)在開(kāi)辟新的原料來(lái)源，開(kāi)發(fā)新一代更高水平的催化劑和工藝，提高芳烴收率和選擇性，降低能耗和操作費(fèi)用，現(xiàn)有裝置的技術(shù)改造，提高生產(chǎn)方案的靈活性等方面取得了長(zhǎng)足的技術(shù)進(jìn)步，大大提高了芳烴生產(chǎn)的技術(shù)水平，有的已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，有的已顯示出巨大的潛力。芳烴生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展主要有如下幾個(gè)方面。(1)擴(kuò)大芳烴原料來(lái)源(2)工藝革新，提高技術(shù)水平(3)產(chǎn)品新用途促進(jìn)了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整(4)化學(xué)工程新技術(shù)發(fā)揮重要作用(5)新老技術(shù)共同發(fā)展消除隱患，確保安全，保障穩(wěn)定，促進(jìn)發(fā)展。7月-237月-23Saturday,July29,2023人民消防人民辦，辦好消防為人民。14:28:5014:28:5014:287/29/20232:28:50PM做好安全工作，樹(shù)立企業(yè)形象。7月-2314:28:5014:28Jul-2329-Jul-23絆人的樁不在高，違章的事不在小。14:28:5014:28:5014:28Saturday,July29,2023人人保安全，家家笑開(kāi)顏。7月-237月-2314:28:5014:28:50July29,2023每項(xiàng)振作求質(zhì)量，產(chǎn)品質(zhì)量有保障。2023年7月29日2:28下午7月-237月-23人人有專(zhuān)職，工人有程序，檢查有標(biāo)準(zhǔn)，做好留證據(jù)。29七月20232:28:50下午14:28:507月-23由前至后一條拉，從上到下一條心。七月232:28下午7月-2314:28July29,2023創(chuàng)名牌、奪優(yōu)質(zhì)，全廠(chǎng)員工齊努力。2023/7/2914:28:50