文档介绍：化学工艺学电子教案——第四章
芳烃转化过程
第四章芳烃转化过程
内容提要:
芳烃的来源、主要转化反应、分离方法、固体酸催化剂的种类等; 异构、歧化、烷基转移、烷基化、脱烷基化等反应的原理、主副反应、工艺流程、操作参数的影响; 混合二甲苯的分离方法。
第一节概述
芳烃主要以苯、甲苯、二甲苯(所谓三苯)、乙苯、异丙苯、十二烷基苯、萘最重要。主要用于生产三大合成材料、医药、农药、染料、香料、洗涤剂、增塑剂等,也直接作为溶剂。
一、芳烃的来源与生产方法
1 芳烃的来源
煤的焦化的副产煤焦油(含10%左右的萘,是萘的主要来源)和粗苯(含55-75%的苯和一定的甲苯、二甲苯)。约占芳烃构成的10-20%。
催化重整的重整汽油。催化重整中有10%左右生产芳烃,90%生产重整汽油,国内各半。重整汽油中含50-80%的芳烃(重),不含N、O、S化合物,分离前不用加氢处理,可用重整汽油抽提(溶剂萃取)提取芳烃。
乙烯生产中的裂解汽油。C5-200℃馏分含含40-60%(50-70%)的芳烃(重),有20%左右的单烯、双烯、烯基芳烃和微量N、O、S化合物,可通过加氢去除。
一、芳烃的来源与生产方法
2 芳烃的生产方法
美国Chevron公司的Aromax工艺生产芳烃
由C3、C4脱氢、齐聚、环化生产芳烃的Cyclar工艺。
用C9+甲苯的Detal工艺。
二、芳烃馏分的分离
1 溶剂萃取(以二甘醇为溶剂的Udex法工艺流程如图所示)
二、芳烃馏分的分离
2 萃取蒸馏(以N-甲酰吗啉(NFM)为溶剂的Morphylane工艺)
三、芳烃的转化
1 芳烃转化反应的化学过程
芳烃的转化反应主要有异构化、歧化与烷基转移、烷基化和脱烷基化等几类反应。
2 正碳离子反应机理
正正碳离子的形成
正碳离子的进一步反应
三、芳烃的转化
3 催化剂
酸性卤化物
AlBr3、AlCl3、BF3等都具有接受一对电子对的能力,是路易氏酸。这类催化剂总是与HX共同使用,可用通式HX-MXn表示。这类催化剂主要应用于芳烃的烷基化和异构化等反应,反应是在较低温度和液相中进行,主要缺点是具有强腐烛性,HF还有较大的毒性。
三、芳烃的转化
固体酸
(1)浸附在适当载体上的质子酸
(2)浸附在适当载体上的酸性卤化物
(3)混合氧化物催化剂
(4)贵金属-氧化硅-氧化铝催化剂
(5)分于筛催化剂