芳烃转化过程.docx

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1、第四章芳烃转化过程4.2芳烃的转化4.2.1概述一、芳烃转化反应的化学过程异构化、歧化与烷基转移、烷基化和脱烷基化等几类反应，都是按离子型反应机理进行，反应历程包括正烃离子的生成及正烃离子的进一步反应。异构化反应CICHj嚴催化剂r歧化反应AM°(SUOK)-0-84kJzmoL烷基化反应c2H5I烷基转移反应脱烷基化反应严05—05AHe(80OK)=-49.02kJ/mol二、催化剂芳烃转化反应是酸碱型催化反应。1.酸性卤化物酸性卤化物与HX构成：A1Br3、A1CI3、BF3等路易氏酸。通式HX—MXn。用于芳烃的

2、烷基化和异构化等反应，较低温度和液相中进行。2•固体酸1）浸附在适当载体上的质子酸：H2SO4、H3PO3、HF等。常用的是磷酸/藻土，磷酸/硅胶烷基化反应。2）浸渍在适当载休上的酸件卤化物：BF3/丫-A12O3催化剂3）混合氧化物催化剂：SiO2-A12O3催化剂4）贵金属-氧化硅-氧化铝：Pt/SQ2-AI2O3具有酸、加氢脱氢功能。主要用于异构化反应。5）分子筛：ZSM—5,具有酸功能，还具有热稳定性高和择形性等功能，用于芳烃歧化与烷基转移、异构化和烷基化。4.2.2芳烃歧化——二甲苯生产一、概述三种异构体的混合

3、物，呈无色透明易挥发有芳香气味的液体，有毒，不溶于水，溶于乙醇和乙醚。二甲苯性质二甲苯分子式为C6H4(CH3)2，有三种异构体，其各自物理性状分别为：⑴邻二甲苯，熔点-25C，沸点144C。(2)间二甲苯，熔点-47.4C,沸点1393C。⑶对二甲苯，熔点13.2C，沸点138.5C。用途：a混合二甲苯主要用作油漆涂料工业的溶剂和航空汽油添加剂。b对二甲苯可以氧化制得对苯二甲酸，进而可以生产聚酯纤维和聚酯薄膜，c邻二甲苯氧化可制得邻苯二甲酸酐，是制造醇酸树脂和聚酯树脂，以及用作塑料增塑剂的重要中间体，d间二甲苯可氧化成

4、间苯二甲酸，是制造醇酸树脂、饱和及不饱和聚酯塑料的原料。二、甲苯歧化反应定义：芳烃歧化是指两个相同芳烃分子在酸性催化剂作用下，一个芳烃分子的侧链烷基转移到另一个芳烃分子上去的反应。芳烃歧化反应的逆反应为烷基转移反应，即两个不同芳烃分子之间发生烷基转移的过程,目的：芳烃联合装置中的芳烃歧化装置就是将分馏装置中的甲苯和C9芳烃歧化，在一定的温度和临氢条件下，在催化剂作用下，转化为苯和C8芳烃，以增产二甲苯。主反应：CH3副反应：产物或原料自身的歧化反应副反应中还有烷基转移反应和脱烷基反应，此外还可发生异构化反应和芳烃脱氢缩合

5、，生成稠环芳烃和焦。歧化产物的平衡组成生成各异构体的平衡常数和甲苯的平衡转化率，在300—600C范围内，随温度改变不大。原料中三甲苯比例的增加，平衡混合物中的苯含量减少，而二甲苯含量明显增加，在700K下甲苯的最大转化率为58%，歧化产物中三种二甲苯异构体的平衡浓度只能达到22%（摩尔）。三、催化剂用于歧化和烷基转移的催化剂分子筛催化剂：丫型、M型（丝光沸石）和ZSM系分子筛等。1.Y型分子筛交换Ce、Ni、Zn、Ba、Cu、Mg等金属阳离子，使其具有活性和稳定性。其中Ce—Y型，三甲苯转化率达到53.4％（摩尔）。1

6、.M型（丝光沸石）分子筛中的氢型丝光沸石，对甲苯和三甲苯的烷基转移反应具有活性高、选择性好、反应无诱导期等优点。东丽（Tatoray）法所用的催化剂是氢型丝光沸石。1.改性的HZSM—5分子筛：美国莫比尔石油公司。作为甲苯歧化反应催化剂，产物中的对二甲苯浓度最高可达到98.2％。四、工艺参数原料油组成与杂质的含量、温度、压力、氢烃比、氢纯度、空速等。1.原料油原料中的非芳烃含量应进行控制。上海石油化工研究所研制的ZA-3催化剂，要求非芳烃含量应v0.1%（质量）。产物中二甲苯与苯的比例可用原料中三甲苯的浓度来调节。甲乙苯

7、和丙苯在C9芳烃中的含量应有一定的限制。2.温度350C已开始。随着温度升高，苯与二甲苯的产率明显增加，但苯的产率渐趋平稳，而二甲苯产率有所下降反应器入口温度控制在370〜490C。3.反应压力：压力对平衡组成无大影响。但反应压力的选择与氢纯度和氢分压有关，压力的选择与催比剂的活性有关，压力升高，催化剂的活性增加，反应速度增加。2.氢烃比：氢气的存在可抑制生焦生炭等反应的发生，减少催化剂表面的积炭。5液体空速：与温度和转化率有关五、工业生产方法主要有：1.加压临氢气相歧化法，又称东丽法，采用固定床反应器，流程简单，产率高

8、，但装置设备多。2.常压气相歧化法，称二甲苯增产法，采用移动床反应器，在非临氢条件进行反应。3.低温甲苯歧化法（LTD），反应器为固定床，不临氢，有液相进料或气相进料（条件不相同）；只有甲苯歧化、没有烷基转移反应。1.加压临氢气相歧化法（Tatoray）工艺操作条件是压力0.987〜3.92MPa,温度350〜500