文档介绍：第九章
芳烃系产品的生产
章目录
概述
第一节苯烷基化制乙苯生产技术
第二节苯乙烯生产技术
第三节硝基苯催化加氢生产苯胺
第四节对二甲苯氧化生产对苯二甲酸
概述
芳烃生产概述
芳烃系列化工产品的生产就是以三苯(苯、甲苯、二甲苯)为主要原料生产它们的衍生物。这些衍生物都是很重要的有机化工原料,可以生产许多精细化工产品以及高分子产品。
三苯的应用范围非常广泛。近几十年来,苯、甲苯、二甲苯的应用范围已从原来的炸药、医药、染料、农药等传统化学工业迅速扩大到高分子材料、合成橡胶、合成纤维、合成洗涤剂、表面活性剂、涂料、增塑剂等新型工业。
C9及C10等重芳烃是生产石油芳烃过程中数量可观的产品或联产品。经分离后,有些重芳烃,如偏三甲苯、均三甲苯、甲乙苯及均四甲苯等具有特定的分子结构,已成为精细化工产品的宝贵资源。在生产高温树脂、特种涂料、增塑剂、固化剂等精细化工产品中,充分显示了重芳烃独特的使用性能,广泛应用于医药、染料、合成材料以及国防和宇航工业等尖端科技部门。
第一节苯烷基化生产乙苯
二、生产原理
三、操作条件
一、概述
苯烷基化生产乙苯
四、工艺流程
一、概述
乙苯概述
物理性质
化学性质
苯和乙烯烷基化
芳烃生产过程的C8芳烃分离
用途
乙苯是无色透明液体,具有芳香气味,℃,凝固点-℃。可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚等,而几乎不溶于水。乙苯易燃,其蒸气与空气能形成爆炸性混合物,~%。乙苯有毒,其蒸汽会刺激眼睛、呼吸器官和细膜,并能使中枢神经系统先兴奋而后呈麻醉状态。工作场所最高允许浓度为100×10ml/m3。
乙苯侧链容易氧化,其氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而不同。例如,用强氧化剂(高锰酸钾等)氧化或在催化剂作用下用空气或氧气进行氧化,生产苯甲酸;若用缓和的氧化剂或在缓和的反应条件下进行氧化,则生成苯乙酮。乙苯分子的侧链在一定条件下,可从相邻的两个碳原子上脱去l个氢原子而形成C=C双键,生成苯乙烯。
乙苯是一个重要的有机化工中间体,是芳烃系列产品中最重要的一个产品,也是苯的最主要产品。它主要用于脱氢生产苯乙烯;其次是用作溶剂、稀释剂以及用于生产二乙基苯、苯乙酮、乙基蒽醌等;乙苯还是医药工业的重要原料。
二、生产原理
、副反应
、副反应
在氯化氢存在下,乙烯与三氯化铝加成生成二元络合物
二元络合物再与苯作用生成三元络合物
在三元络合物作用下,烷基化反应按下式进行
乙基络合物又与原料苯或产物(如二乙基苯)起复分解反应,产生烷基转移反应。
2AlCl3+HCl+C2H4
Al2Cl6RCl
Al2Cl6RCl+C6H6
Al2Cl6·C6H5R·HCl
Al2Cl6·C6H5R·HCl+CH2= CH2
Al2Cl6·C6H4R2·HCl
Al2Cl6·C6H4R2·HCl+C6H6
Al2Cl6·C6H5R·HCl+C6H5R
(1)酸性卤化物类
(2)质子酸类
(3)分子筛类
主要有AlBr3、AlCl3、FeCl3、BF3、ZnCl2等。目前普遍采用的是氯化铝催化剂,并加少量氯化氢以促进反应。
主要有H2SO4、H3PO4、HF等。最常采用的是磷酸-硅藻土固体催化剂,具有选择性高、腐蚀性小及三废排放量小的优点。其缺点是反应温度和压力较高,多烷基苯不能在烷基化条件下进行脱烷基反应。
以分子筛为催化剂的烷基化反应,具有活性高、反应选择性高、烯烃转化率高、反应可在较低压力下进行,过程三废排放量极少,对设备无腐蚀等特点,是一种颇有前途的烷基化催化剂。
三、操作条件
烷基化反应为放热反应,温度较低时反应就可以达到理想的转化率,但反应速度极慢。提高反应温度,虽可以加快乙基化的反应速度,但不利于烯烃的吸收(本质结果就是转化率低)。温度过高,甚至会破坏已形成的催化络合物。例如,温度超过120 ℃时络合物就会树脂化,从而失去催化作用。所以必须要控制在合适的范围内,反应温度一般控制为95~100℃为宜。
原料乙烯中硫化氢、乙炔、一氧化碳及含氧化合物(如乙醛、乙醚)等能破坏催化络合物或使其钝化,引起催化剂的中毒与­­失活。乙烯中含有的丙烯、丁烯以及高级烯烃与苯的烷基化反应速度较快(与乙烯与苯的反应速度相比),使烷基化产物与分离过程复杂化,且增加了苯的消耗量。原料苯中的硫化物同样是乙基化反应的催化毒物,直接影响生产正常进行。苯中若含