《石化芳烴》課件

石化芳烴課程大綱芳烴概述定義、來源、分類、性質(zhì)苯化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化特性、應(yīng)用苯系化合物甲苯、乙苯、二甲苯等多環(huán)芳烴萘、蒽、芘等1.芳烴概述芳烴是一類重要的有機(jī)化合物，在工業(yè)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。芳烴主要存在于石油和煤炭中，是許多重要化工產(chǎn)品的原料。1.1芳烴的定義環(huán)狀結(jié)構(gòu)芳烴是指含有苯環(huán)或稠環(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔?。它們由碳和氫原子組成，并以六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)為特征。共軛體系芳香性來源于環(huán)狀結(jié)構(gòu)中離域π電子體系，使其具有特殊的穩(wěn)定性和化學(xué)性質(zhì)。1.2芳烴的來源和分類石油是芳烴的主要來源，經(jīng)裂解、重整等工藝可得到各種芳烴。煤炭也是重要的芳烴來源，可通過煤焦油加工獲得苯、萘等芳烴。天然植物中也含有芳烴，如松香、樹脂等。1.3芳烴的性質(zhì)1不溶于水芳烴通常為無色或淡黃色液體，不溶于水，但易溶于有機(jī)溶劑。2易燃性芳烴具有易燃性，其蒸汽與空氣混合易形成爆炸性混合物。3毒性芳烴對人體有毒，吸入或接觸后會對呼吸道、神經(jīng)系統(tǒng)等造成損害。2.苯苯是一種重要的有機(jī)化合物，在石化工業(yè)中扮演著重要角色。它是一種無色、易燃、有毒的液體，具有芳香氣味。2.1苯的化學(xué)結(jié)構(gòu)苯的分子式為C6H6，結(jié)構(gòu)式為一個六元環(huán)，六個碳原子以共價鍵連接，每個碳原子連接一個氫原子，形成一個平面結(jié)構(gòu)。苯的化學(xué)結(jié)構(gòu)具有特殊的穩(wěn)定性，這與其獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)有關(guān)。苯環(huán)上的碳原子之間存在π鍵，這使得苯環(huán)具有很強(qiáng)的共軛效應(yīng)，電子在整個環(huán)上發(fā)生離域運(yùn)動，提高了苯的穩(wěn)定性。2.2苯的理化特性熔點(diǎn)5.5℃沸點(diǎn)80.1℃密度0.879g/cm3溶解性不溶于水，可溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑可燃性易燃，其蒸氣與空氣混合易爆炸毒性有毒，對人體有致癌作用2.3苯的應(yīng)用工業(yè)用途苯是重要的化工原料，用于生產(chǎn)多種合成材料，如塑料、合成橡膠、合成纖維等。溶劑應(yīng)用苯的非極性特性使其成為優(yōu)良的溶劑，廣泛用于油漆、油墨、涂料、橡膠等行業(yè)。苯系化合物甲苯甲苯是一種重要的化工原料，用于生產(chǎn)苯酚、甲醛、染料等乙苯乙苯是生產(chǎn)苯乙烯的重要原料，用于生產(chǎn)塑料、橡膠等3.1甲苯甲苯是一種無色透明液體，具有芳香氣味。其化學(xué)式為C7H8，分子量為92.14。甲苯廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、染料等領(lǐng)域。3.2乙苯塑料生產(chǎn)乙苯是生產(chǎn)聚苯乙烯（PS）的重要原料。合成橡膠乙苯是生產(chǎn)丁苯橡膠（SBR）的關(guān)鍵原料之一。溶劑乙苯可用作油漆、涂料和粘合劑的溶劑。3.3二甲苯1結(jié)構(gòu)與性質(zhì)二甲苯是苯的同系物，結(jié)構(gòu)式為C6H4(CH3)2。存在三種異構(gòu)體：鄰二甲苯、間二甲苯和對二甲苯。2來源和應(yīng)用二甲苯主要來源于石油煉制和煤焦油，廣泛應(yīng)用于合成樹脂、合成纖維、染料和醫(yī)藥等領(lǐng)域。3安全問題二甲苯具有毒性，吸入或皮膚接觸后會導(dǎo)致頭暈、惡心、嘔吐等癥狀，需注意安全防護(hù)。多環(huán)芳烴定義多環(huán)芳烴是由兩個或多個苯環(huán)稠合而成的芳香族化合物。性質(zhì)具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，具有較強(qiáng)的吸附性。4.1萘結(jié)構(gòu)萘是多環(huán)芳烴的一種，由兩個苯環(huán)并聯(lián)而成。性質(zhì)無色片狀結(jié)晶，具有特殊的香氣，易溶于有機(jī)溶劑，難溶于水。用途萘是一種重要的化工原料，主要用于制造染料、樹脂、殺蟲劑等。4.2蒽化學(xué)式C14H10分子量178.23g/mol外觀白色至淡黃色固體用途染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥等4.3芘芘是一種多環(huán)芳烴，分子式為C16H10，結(jié)構(gòu)式如下：芘是煤焦油和石油中的一種重要成分，具有較強(qiáng)的致癌性，也是大氣污染物之一。芘是一種重要的有機(jī)合成原料，可以用于合成多種化學(xué)品，例如染料、顏料和農(nóng)藥等。芳烴的分離和提取芳烴分離提取是石化工業(yè)中重要的工藝步驟，通過不同的方法將芳烴從混合物中分離出來，為后續(xù)加工和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。蒸餾法利用不同芳烴沸點(diǎn)差異，通過加熱蒸發(fā)，再冷凝分離不同餾分。溶劑萃取法利用芳烴與溶劑的溶解度差異，選擇合適的溶劑將芳烴萃取出來。色譜分離法利用不同芳烴在固定相上的吸附能力差異，進(jìn)行分離。5.1蒸餾法1加熱分離利用不同組分的沸點(diǎn)差異，通過加熱使低沸點(diǎn)組分蒸發(fā)，再進(jìn)行冷凝收集。2塔式分離通常在蒸餾塔中進(jìn)行，塔內(nèi)設(shè)有填料或塔板，以提高分離效率。3精餾塔精餾塔可以進(jìn)一步提高分離純度，得到高純度的芳烴產(chǎn)品。5.2溶劑萃取法1選擇性溶劑對芳烴的溶解度大于對其他組分的溶解度2混合將溶劑與原料油混合3分離利用萃取塔分離芳烴和溶劑5.3色譜分離法1原理利用不同組分在固定相和流動相中的分配系數(shù)不同，實(shí)現(xiàn)分離2類型氣相色譜、液相色譜等3應(yīng)用分離和分析芳烴混合物芳烴的加工和轉(zhuǎn)化芳烴的催化裂化將大分子烴類轉(zhuǎn)化為小分子芳烴，如汽油、柴油等，提高芳烴收率。芳烴的烷基化通過與烷烴反應(yīng)，生成高辛烷值汽油組分，提升汽油的質(zhì)量。6.1芳烴的催化裂化原料主要以直餾汽油、柴油等烴類物質(zhì)為原料反應(yīng)條件在催化劑作用下，高溫、高壓條件下進(jìn)行過程將長鏈烴類分子裂解為短鏈烴類分子，包括芳烴產(chǎn)品生產(chǎn)苯、甲苯、二甲苯等芳烴類化合物6.2芳烴的烷基化1烷基化概述烷基化是指將烷烴分子與芳烴分子結(jié)合的過程，可以增加芳烴的辛烷值，生產(chǎn)高辛烷值汽油組分。2烷基化反應(yīng)在催化劑的作用下，烷烴分子與芳烴分子結(jié)合，生成烷基芳烴。3烷基化工藝常見的烷基化工藝包括硫酸法、氫氟酸法、以及固體酸催化法。6.3芳烴的氧化氧化反應(yīng)芳烴的氧化是將芳香環(huán)上的氫原子替換為氧原子，生成相應(yīng)的醛、酮、羧酸等產(chǎn)物。催化劑常用的催化劑包括釩、鉬、鈷等金屬氧化物。應(yīng)用芳烴氧化反應(yīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)各種化學(xué)品，如苯酐、苯甲酸等。結(jié)語本課程介紹了石化芳烴的基本概念、性質(zhì)、應(yīng)用和加工轉(zhuǎn)化。希望通過學(xué)習(xí)，