芳烃转化过程讲解
合集下载
化学工艺学第四章芳烃转化
30
工业方法： Udex 法
31
4.1.2.2 萃取蒸馏
❖ 原理与过程 ❖ 是利用极性溶剂与烃类混合时，能降低烃类
蒸汽压使混合物初沸点提高的原理而设计的 工艺过程，由于此种效应对芳烃的影响最大， 环烷烃次小，烷烃最小，有助于芳烃与非芳 烃的分离。
32
❖ 在萃取塔中，把溶剂萃取和蒸馏两种过程结 合起来。
❖ 煤在高温干馏（炼焦）生产焦炭时， 副产大量的焦炉气，其组成为H260%、 CH430%，还有粗苯1.1%,煤焦油4%,其 组成随煤种和温度不同而异。
❖ 粗煤气—初冷—脱氨—脱萘—终冷后进 行粗苯回收（洗油吸收）。
6
❖
轻苯 苯
❖
顶-低沸物
❖ 轻苯分馏
❖
48
4.2.2 芳烃的歧化与烷基转移
❖ 芳烃歧化是指两个相同芳烃在酸催化剂 作用下，一个芳烃侧链烷基转移到另一 芳烃上的反应。可使甲苯转化为苯、二 甲苯，同时进行C9芳烃的烷基转移，可 增产二甲苯。
49
4.2.2.1.甲苯歧化的化学过程
❖ Ⅰ、主副反应 ❖ 主反应为甲苯生成苯和二甲苯，吸热反应热效应很
❖ （1） 浸附在适当载体上的质子酸，H2SO4 HSPO4 、 HF等，在固体表面与溶液中一样 离解成氢离子。 用于烷基化反应，活性不如 液体酸高。
❖ （2） 浸附在载体上酸性卤化物，例如AlBr3 AlCl3 BF3 等，用于苯烷基化生产乙苯。
40
❖ (3)混合氧化物催化剂 S iO2-AI203 ❖ 用于异构化、烷基化反应，活性低,在高温下反应，
替氢，同时副产氢，但苯收率低，需用贵金 属铑催化剂，成本较高。
47
4.2.1.3 工业生产方法
❖ （1）催化脱烷基制苯 ❖ 主要方法有 Hydeal法原料为催化重整油、
工业方法： Udex 法
31
4.1.2.2 萃取蒸馏
❖ 原理与过程 ❖ 是利用极性溶剂与烃类混合时，能降低烃类
蒸汽压使混合物初沸点提高的原理而设计的 工艺过程，由于此种效应对芳烃的影响最大， 环烷烃次小，烷烃最小，有助于芳烃与非芳 烃的分离。
32
❖ 在萃取塔中，把溶剂萃取和蒸馏两种过程结 合起来。
❖ 煤在高温干馏（炼焦）生产焦炭时， 副产大量的焦炉气，其组成为H260%、 CH430%，还有粗苯1.1%,煤焦油4%,其 组成随煤种和温度不同而异。
❖ 粗煤气—初冷—脱氨—脱萘—终冷后进 行粗苯回收（洗油吸收）。
6
❖
轻苯 苯
❖
顶-低沸物
❖ 轻苯分馏
❖
48
4.2.2 芳烃的歧化与烷基转移
❖ 芳烃歧化是指两个相同芳烃在酸催化剂 作用下，一个芳烃侧链烷基转移到另一 芳烃上的反应。可使甲苯转化为苯、二 甲苯，同时进行C9芳烃的烷基转移，可 增产二甲苯。
49
4.2.2.1.甲苯歧化的化学过程
❖ Ⅰ、主副反应 ❖ 主反应为甲苯生成苯和二甲苯，吸热反应热效应很
❖ （1） 浸附在适当载体上的质子酸，H2SO4 HSPO4 、 HF等，在固体表面与溶液中一样 离解成氢离子。 用于烷基化反应，活性不如 液体酸高。
❖ （2） 浸附在载体上酸性卤化物，例如AlBr3 AlCl3 BF3 等，用于苯烷基化生产乙苯。
40
❖ (3)混合氧化物催化剂 S iO2-AI203 ❖ 用于异构化、烷基化反应，活性低,在高温下反应，
替氢，同时副产氢，但苯收率低，需用贵金 属铑催化剂，成本较高。
47
4.2.1.3 工业生产方法
❖ （1）催化脱烷基制苯 ❖ 主要方法有 Hydeal法原料为催化重整油、
4芳烃的转化
大分子烷烃加氢裂解、环 金属氧化物/ 生产航空 正构烷烃和 催化 烷烃加氢开环、芳烃加氢、 硅酸铝分子 煤油、柴 异构烷烃比 加氢 重质油 有机含硫化物、含氮化物、 筛或Al2O3 油、汽油 例相当高， 裂化 有机含氧化物、有机金属 载体 和气体 重芳烃很少 化合物加氢生产烷烃 烃类 C03、C04 热裂 和石脑 解 油 无 高碳烷烃裂解，同时伴有 脱氢、芳构化、结焦 乙烯、丙烯 基本有机 及丁二烯、 化工原料 BTX等
40
②温度
烷基化是放热反应，由热力学分析知道， 在较低的温度下有较好的平衡产率（50～ 200℃范围内，转化率达100%）。随温度 继续升高，乙基苯产率反而下降。温度的 高低还受其他因素的限制。
温度过高，催化络合物容易树脂化而活 性下降，超过120℃络合物则显著树脂化， 受AlCl3络合物催化剂稳定性的限制。
1 芳烃的来源
邻二甲苯 o-xylene
对二甲苯 p-xylene
对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯， 与乙二醇生产聚酯
间二甲苯 间苯二甲酸、间苯二腈 2 m-xylene 芳烃的供需和芳烃间的相互转化
邻苯二甲酸酐，进而生产增塑剂
3
一、芳烃的来源
（一）从炼焦副产粗苯及煤焦油中获取 粗苯 ，可分离得到苯、甲苯、二甲 苯，其中苯含量50～70%； 煤焦油，分离可得到苯系、萘系，蒽 系等芳烃。
1
主要内容
3.1 概述
3.2 芳烃转化反应的化学过程
3.3 芳烃的烷基化及乙苯生产工艺 流程
2
三苯述 3.1 概
P97
下游产品
苯 苯乙烯、环己烷、苯酚、苯胺和 Benzene 烷基苯等 芳烃是重要的化工原料，其中以苯、
甲苯 甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯、十二 异腈酸酯、甲酚、苯等 Toluene 烷基苯和萘等尤为重要。
芳烃转化过程综述 2
芳烃转化过程综述摘要：90%左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯、三苯、乙炔和萘，还有甲醇。
而芳烃是含苯环结构的碳氢化合物的总称。
本文是通过学习，综述芳烃转化的一些基本情况。
包括芳烃的生产和来源、芳烃的转化和芳烃的分离，达到对芳烃及化学工艺有更深一层的了解以及掌握其学习方法的效果。
一、前言芳烃中的“三苯”是化学工业的基础原料，在化学工艺的生产中具有重要的地位。
其中以苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯、十二烷基苯和萘最为重要。
这些产品都广泛运用于合成树脂、合成纤维、合成橡胶等等工业中。
芳烃中的BTX 是化学工业中主要所需的产品，他们局有多种用途，包括可以合成其他工业原料品和用作溶剂等等。
对于发展国民经济、改善人民生活起着极为重要的作用。
我们需要通过学习，对芳烃的转化有所了解。
二、芳烃的生产芳烃最初的全部来源是煤焦化工业，但是随着有机化工业的发转，芳烃的需要越来远大，单凭煤焦化的芳烃已经满足不了工业生产的要求。
因此，许多科技先进的国家开始利用石油原料来生产芳烃，直至今天，石油生产的芳烃已经成为芳烃生产的主要来源，约占全部芳烃的80%。
2.1焦化芳烃的生产在高温的作用下,煤在焦炉碳化室中进行干馏然后发生一系列的物理化学变化生成大量的焦炭和一些粗煤气，还有少量的粗苯和煤焦油。
其中粗煤气经过初冷、脱氨、脱萘、终冷，可对粗苯进行回收。
粗苯由多种芳烃和其他化合物组成，其中最重要的是苯、甲苯和二甲苯。
粗苯经分馏，可分为轻苯和重苯。
轻苯再经分馏，塔顶馏出低沸物，塔底馏出重馏分BTX混合馏分。
而BTX的精制方法有硫酸精制法和催化加氢精制法。
2.2石油芳烃的生产以石脑油和裂解汽油为原料生产的芳烃的过程大致分为反应、分离和转化三部分。
每个国家因拥有芳烃资源的情况不同而生产模式不同。
以石脑油和裂解汽油为生产原料生产芳烃的方法有以下几种：（一）催化重整生产芳烃催化重整是炼油工业主要的二次加工装置之一，又要生产高辛烷值汽油和三苯等芳烃。
芳烃的转化
目的产物
适宜馏程，℃
苯
60～85
甲苯
85～110
二甲苯
110～145
苯-甲苯-二甲苯
60～145
第三十九页，共145页。
Ⅲ、催化重整催化剂
催 化
① 催化剂的分类
重
整
催
② 催化剂的失活
化
剂
③ 催化剂的再生
单金属、双金属和多金属 单金属一般是Pt/Al2O3， 双金属催化剂，如铂－铼、 铂－锡催化剂 多金属，如铂－铼－钛 优点：良好的热稳定性， 对结焦不敏感，对原料适 应性强，使用寿命长。
化
重
整
含环烷烃较多的环烷基原料是良好的重整
对
原料，重整生成油的芳香烃含量高，辛烷
原
族组成
值也高。含烷烃较多的混合基原料也是比
料
较好的重整原料，但是其生成油的质量要
的 要
比环烷基原料的低。
求
杂质含量
重整催化剂对一些杂质特别敏感，砷、铅 、铜、硫、氮等都会使催化剂中毒
第三十八页，共145页。
适宜馏程
生产各种芳烃时的适宜馏程
与萃取原料密度差大
蒸发潜热与热容小、蒸汽压小
有良好的化学稳定性与热稳定性、腐蚀性小
芳烃的萃取分离常用的溶剂：
环丁砜
N-甲基吡咯烷酮
二甲基亚砜 二乙二醇醚
第二十二页，共145页。
环丁砜萃取分离芳烃流程
轻非芳烃循环的目的— 溶剂中溶解度大，使溶 解度小的重质非芳烃从 萃取塔顶分离
第二十三页，共145页。
的混合物 C8芳烃
第五页，共145页。
加乙烯烷基化
乙苯 丙酮
脱氢
苯乙烯
聚苯乙烯、丁苯橡胶、 ABS树脂
第三章 芳烃的转化
芳烃碱性大小为：
(二)正烃离子的进一步反应
正烃离子具有强的电荷中心，从而具有较高的反应活性，因此可以进一步发生 各种ห้องสมุดไป่ตู้型的转化反应。
芳烃的异构化、歧化与烷基转移和烷基化都是在酸性催化剂作用下按离子型反 应机理进行的反应，而正烃离子是非常活泼的，在其寿命的时限内可以参 加多方面的反应，因此造成各类芳烃转化反应产物的复杂化。至于不同转 化反应之间的竞争，主要决定于离子的寿命和它在有关反应中的活性。
Cyclar工艺：更好地利用石油液化气和油田 伴生气，将其转化为价位更高的芳烃是十分 活跃的研究课题，其中由C3和C4烃类出发， 经脱氢、齐聚和脱氢环化等一系列过程而 转化为苯、甲苯、二甲苯等芳烃的Cyclar工 艺最受重视。该法是以改性的分子筛为催化 剂，在接近常压和500℃的条件进行芳构化。 典型的产品收率见表。由于所得产品含非芳烃 少，故不需经抽提可直接用精馏法分离出苯、 甲苯和C8芳烃。
动力学和工艺条件
动力学：在丝光沸石催化剂上和临氢条件下得到的甲苯歧化初始反应速度方程 式为：
由式可知，在一定压力范围内，歧化速度是随甲苯分压增加而加快。但其加快 的程度随甲苯分压的增加而渐趋缓慢，当甲苯分压大于0.304MPa时，对歧 化速度的影响很小。在临氢条件下，如总压过高会促进苯核加氢分解等副 反应的进行。而适宜压力的选择与氢纯度和催化剂的活性有关，目前生产 上选用总压为2.55-3.40MPa，循环氢气纯度为80％(摩)以上。不临氢时，因 甲苯压力增加会加速芳烃的脱氢绍合成焦反应，故宜在常压下进行。 工艺条件： (1)原料中杂质含量。水使分子筛催化剂的活性下降；有机氮影响 催化剂的酸性，重金属如砷、铅、铜等能促进芳烃脱氢，加速缩合反应。 (2)C9芳烃的浓度和组成。当原料中三甲苯浓度为50％左右时，反应生成液 中C8芳烃的浓度最高。(3)氢烃比。氢气的存在抑制生焦生碳等反应的进行 对改善催化剂表面的积炭程度有显著的效果。一般选用氢与甲苯的摩尔比 为10左右。C9芳烃比甲苯易发生氢解反应，要消耗氢，故需适当提高氢烃 比。(4)液体空速。转化率随空速的减小而增大；随温度的升高而增大。
第二章 芳烃的转化
主反应
副反应
（1）在临氢条件下发生加氢脱烷基反应，生 成甲烷、乙烷、丙烷、苯、甲苯、乙苯等； （2）歧化反应，由二甲苯生成甲苯、三甲苯 等，即主反应中烷基转移的逆过程； （3）烷基转移，如苯和三甲苯生成甲苯和四 甲苯等； （4）芳烃加氢、烃类裂解、苯烃缩聚等。
㈡甲苯歧化产物的平衡组成 甲苯歧化反应是一可逆反应，但因反应热效应很小，温度 对平衡常数的影响不大。如表2 对平衡常数的影响不大。如表2-5（P106）所示。 P106）所示。 甲苯歧化反应过程比较复杂，除生成的二甲苯会发生异构 化反应外，还会发生一系列歧化和烷基转移反应，故所得 歧化产物是多种芳烃的平衡混合物。表2 歧化产物是多种芳烃的平衡混合物。表2-6是甲苯歧化产 物的平衡组成。 ㈢催化剂 目前工业上使用的催化剂可分为硅铝系，硼铝系和分子筛 系三类。 1.硅铝系催化剂 1.硅铝系催化剂 添加氟化物及活性金属（如银、铬、镉、锌等）的SiO 添加氟化物及活性金属（如银、铬、镉、锌等）的SiO2AL2O3系催化剂。 2.硼铝系催化剂 2.硼铝系催化剂 载有活性金属，并添加促进剂的B 载有活性金属，并添加促进剂的B2O3-AL2O3系催化剂。 3.分子筛系催化剂 3.分子筛系催化剂 目前使用的有Y型、M型（即丝光沸石）及ZSM系分子筛 目前使用的有Y型、M型（即丝光沸石）及ZSM系分子筛 催化剂等。
二、催化剂 芳烃转化反应是酸碱型催化反应，其反应速度不仅与芳烃（和烯 烃）的碱性有关，也与酸性催化剂的活性有关，而酸性催化剂的 活性与其酸浓度、酸强度和酸存在的形态均有关。 芳烃转化反应所采用的催化剂主要有下面三类： ㈠无机酸 如：H 如：H2SO4、HF、H3PO4等都是质子酸。活性较高，反应可在低 HF、 温液相条件下进行，但腐蚀性太大，目前工业上已经很少直接使 用。 ㈡酸性卤化物 如：AlB 如：AlBr3、AlCl3、BF3等，这类卤化物分子都是具有接受一对电 子对的能力，是路易氏酸。 这类催化剂主要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蚀性，HF还有较大 低温度和液相中进行，主要缺点是具有强腐蚀性，HF还有较大 的毒性。
4芳烃转化过程详解
溶剂萃取法 从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲 苯
萃取蒸馏法 从窄馏分中分离纯度高的单一芳
溶剂萃取 对溶剂性能的基本要求
对芳烃的溶解选择性好、溶解度高 与萃取原料密度差大 蒸发潜热与热容小、蒸汽压小 有良好的化学稳定性与热稳定性、腐
蚀性小
溶剂萃取
工业生产方法
Unex法
二甘醇
Sulfolane法 环丁砜 Arosolvan法 N-甲基吡络烷酮
裂解汽油中的C5馏分
异戊二烯 间戊二烯 环戊二烯
合成橡胶和精细化工原料
二烯烃加氢生成烯烃 汽油
加氢生成C5烷烃
烃裂解原料
一段加氢
二烯烃 烯基芳烃
单烯烃 芳烃
工艺条件：Pd/Al2O3 催化剂 (低温液相反应)
指标：二烯烃含量< 2%
二段加氢
单烯烃
饱和烃
脱除S 、O 、 N 等有机化合物
同部位加入由分离塔闪蒸出来的 氢，从而控制反应温度稳定，
副反应较少
重芳烃的产率较低
MHC法
原料:裂解汽油，非芳烃含量可达30％ 特点:原料要预先进行两段加氢处理 可采用低纯度氢气
单程转化率、苯的收率、苯的纯度都高
4.2.2 芳烃的歧化与烷基转移
芳烃歧化
两个相同芳烃分子在酸性催化剂作用下， 一个芳烃分子上的侧链烷基转移到另一 个芳烃分子上去的反应
脱烷基产物在高压分离器中分离 原料裂解汽油需预处理
C6-C8馏分进行脱烷基
甲苯热脱烷基制苯 较适宜的反应条件
反应温度700~800℃ 液空速3~6h－1 氢/甲苯（摩尔比）3~5 压力3.98~5.0MPa 接触时间60秒左右
HAD法
原料:甲苯、混合芳烃、裂解汽油 特点:在柱塞流式反应器的六个不
萃取蒸馏法 从窄馏分中分离纯度高的单一芳
溶剂萃取 对溶剂性能的基本要求
对芳烃的溶解选择性好、溶解度高 与萃取原料密度差大 蒸发潜热与热容小、蒸汽压小 有良好的化学稳定性与热稳定性、腐
蚀性小
溶剂萃取
工业生产方法
Unex法
二甘醇
Sulfolane法 环丁砜 Arosolvan法 N-甲基吡络烷酮
裂解汽油中的C5馏分
异戊二烯 间戊二烯 环戊二烯
合成橡胶和精细化工原料
二烯烃加氢生成烯烃 汽油
加氢生成C5烷烃
烃裂解原料
一段加氢
二烯烃 烯基芳烃
单烯烃 芳烃
工艺条件：Pd/Al2O3 催化剂 (低温液相反应)
指标：二烯烃含量< 2%
二段加氢
单烯烃
饱和烃
脱除S 、O 、 N 等有机化合物
同部位加入由分离塔闪蒸出来的 氢，从而控制反应温度稳定，
副反应较少
重芳烃的产率较低
MHC法
原料:裂解汽油，非芳烃含量可达30％ 特点:原料要预先进行两段加氢处理 可采用低纯度氢气
单程转化率、苯的收率、苯的纯度都高
4.2.2 芳烃的歧化与烷基转移
芳烃歧化
两个相同芳烃分子在酸性催化剂作用下， 一个芳烃分子上的侧链烷基转移到另一 个芳烃分子上去的反应
脱烷基产物在高压分离器中分离 原料裂解汽油需预处理
C6-C8馏分进行脱烷基
甲苯热脱烷基制苯 较适宜的反应条件
反应温度700~800℃ 液空速3~6h－1 氢/甲苯（摩尔比）3~5 压力3.98~5.0MPa 接触时间60秒左右
HAD法
原料:甲苯、混合芳烃、裂解汽油 特点:在柱塞流式反应器的六个不
芳烃工艺技术
芳烃工艺技术芳烃是一类具有特殊结构和性质的有机化合物，其具有重要的工业应用价值。
芳烃工艺技术就是利用化学反应和物理操作等手段来生产芳烃的过程。
本文将介绍芳烃工艺技术的基本原理和主要工艺过程。
芳烃工艺技术的基本原理是通过合成反应将原料转化为芳烃。
常见的芳烃工艺包括裂解、氢化、烷基化和芳构筑法等。
裂解是指将高分子烃类通过高温和催化剂的作用分解成较低分子量的芳烃。
氢化是指利用氢气作为还原剂将不饱和烃类转化为芳烃。
烷基化是指将烷烃与芳烃原料经过催化剂的作用反应生成芳烃。
芳构筑法是指利用芳烃化合物的部分原子构建适当的空间结构形成新的芳烃化合物。
芳烃工艺技术的主要工艺过程可以分为前处理、反应和分离三个阶段。
前处理主要是将原料进行预处理，如去除杂质、脱水和脱硫等。
反应阶段是将经过前处理的原料与催化剂进行化学反应，生成目标芳烃。
分离阶段是将反应产物中的芳烃与其他组分进行分离和纯化，以得到高纯度的芳烃产物。
芳烃工艺技术在工业应用中有广泛的用途。
其中，苯、甲苯和二甲苯是常见的芳烃产品，广泛用于化学工业的原料、溶剂和燃料添加剂等方面。
苯还可以用于制备一些重要的有机化合物，如酚、邻苯二甲酸等。
另外，芳烃还可以用于生产合成纤维、塑料、橡胶和颜料等。
芳烃工艺技术虽然具有广泛的应用前景，但也存在一些挑战和问题。
首先，芳烃工艺技术的催化剂选择和开发是关键，需要考虑催化剂的活性、选择性和稳定性等因素。
其次，芳烃工艺技术的环保性和安全性也是需要考虑的重要因素，需要控制对环境的污染和对操作人员的安全风险。
最后，芳烃工艺技术的经济性也是需要关注的问题，包括原料成本、能源消耗和工艺优化等方面。
综上所述，芳烃工艺技术是一项复杂而重要的工艺技术。
通过合理选择和优化工艺条件，可以实现高效、高选择性和环保的芳烃生产。
随着科学技术的进步和工艺技术的不断发展，芳烃工艺技术将为巨大的经济和社会效益。
第四章芳烃转化过程
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。
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、A1Cl3、BF3等路易氏酸。
通式HX—MXn。
用于芳烃的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／γ-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／SiO2-A12O3,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：(1)邻二甲苯，熔点-25℃，沸点144℃。
(2)间二甲苯，熔点-47.4C，沸点139.3℃。
(3)对二甲苯，熔点13.2C，沸点138.5℃。
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—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。
第二章 芳烃的转化
22
芳烃的烷基化反应参与反应的物质有二， 一是原料芳烃，二是提供烷基的烷基化剂。
23
烷基化剂就是能提供烷基的物质，可采 用的烷基化剂主要有下面两种。 ⑴卤代烷烃 它是一种活泼的烷基化剂
各卤代烃活性顺序 RI＞RBr＞RCl＞RF
常用RCl，（C2H5Cl、C3H7Cl、氯代十二烷）
24
⑵烯烃：反应活性较好，且比较容易 得到。
AlCl3（以苯质量计） 乙烯转化率%
6
9
80
93
12
95
常用的催化络合物配方如下（w%）： 三氯化铝 10~12%， 多乙苯25~30%， 苯50~60%
47
HCl来源： 反应中应加入生成络合物所需的氯化氢， 或保证能放出一定量HCl的物质。 因在烷基化过程中若HCl数量不够，会 导致反应不正常，及烷基化产物中多乙 苯含量增加。 HCl的来源生产上一般采用两种方法来 获得（见下页）。
AlCl3的纯度要求在97.5～98.5%以上， 必须无水，AlCl3用量随反应温度不同而 变动，反应温度为80℃时，AlCl3用量不 应低10%（占苯质量）。在100℃时， AlCl3用量只须用7～9%就够了，通常 AlCl3用量约为9～12%（因有损失）。
46
见下表AlCl3用量对苯乙基化反应的影响。
10
11
一、主要转化反应及其反应机理
二、催化剂
12
1. 主要转化反应 ⑴异构化反应：
13
⑵歧化反应：逆向为烷基转移反应。
⑶烷基化反应：逆向为脱烷基化反应。
14
2. 反应机理 酸性催化剂提供质子（H+），反应 物芳烃和烯烃是对质子具有一定亲和 力的弱碱，能与催化剂提供的质子亲 合而形成正烃离子，其具有强的电荷 中心，即具有较高的反应活性，可进 一步发生各种类型的转化反应。
芳烃的烷基化反应参与反应的物质有二， 一是原料芳烃，二是提供烷基的烷基化剂。
23
烷基化剂就是能提供烷基的物质，可采 用的烷基化剂主要有下面两种。 ⑴卤代烷烃 它是一种活泼的烷基化剂
各卤代烃活性顺序 RI＞RBr＞RCl＞RF
常用RCl，（C2H5Cl、C3H7Cl、氯代十二烷）
24
⑵烯烃：反应活性较好，且比较容易 得到。
AlCl3（以苯质量计） 乙烯转化率%
6
9
80
93
12
95
常用的催化络合物配方如下（w%）： 三氯化铝 10~12%， 多乙苯25~30%， 苯50~60%
47
HCl来源： 反应中应加入生成络合物所需的氯化氢， 或保证能放出一定量HCl的物质。 因在烷基化过程中若HCl数量不够，会 导致反应不正常，及烷基化产物中多乙 苯含量增加。 HCl的来源生产上一般采用两种方法来 获得（见下页）。
AlCl3的纯度要求在97.5～98.5%以上， 必须无水，AlCl3用量随反应温度不同而 变动，反应温度为80℃时，AlCl3用量不 应低10%（占苯质量）。在100℃时， AlCl3用量只须用7～9%就够了，通常 AlCl3用量约为9～12%（因有损失）。
46
见下表AlCl3用量对苯乙基化反应的影响。
10
11
一、主要转化反应及其反应机理
二、催化剂
12
1. 主要转化反应 ⑴异构化反应：
13
⑵歧化反应：逆向为烷基转移反应。
⑶烷基化反应：逆向为脱烷基化反应。
14
2. 反应机理 酸性催化剂提供质子（H+），反应 物芳烃和烯烃是对质子具有一定亲和 力的弱碱，能与催化剂提供的质子亲 合而形成正烃离子，其具有强的电荷 中心，即具有较高的反应活性，可进 一步发生各种类型的转化反应。
芳烃转化过程《化学工艺学(第二版)》米镇涛主编
以石脑油和裂解汽油为原料生产芳烃的过程如图4-1所示，可分为 反应、分离和转化三部分。
图 4-1 石油芳烃生产过程
Ⅰ. 催化重整生产芳烃
催化重整是炼油工业主要的二次加工装置之一，它用于生产高辛 烷值汽油或BTX等芳烃，其中约10%的装置用于生产芳烃产品。催 化重整自1949年美国环球油品公司(UOP)第一套铂重整装置工业 应用以来，催化重整工艺和催化剂都有了许多改进与提高。
图 4-5 简化的Udex法萃取装置工艺流程 1—萃取塔；2—闪蒸；3—二闪蒸；4—萃取蒸馏塔；5—回流芳烃罐；6—汽提塔；
7—芳烃罐；8—汽提水罐；9—抽余油水洗塔；10—溶剂再生塔
4.1.2.2 萃取蒸馏
(1)原理与过程 萃取蒸馏是利用极性溶剂与烃类混合时，能降低 烃类蒸汽压使混合物初沸点提高的原理而设计的工艺过程，由于 此种效应对芳烃的影响最大，对环烷烃的影响次之，对烷烃影响最 小，这样就有助于芳烃和非芳烃的分离。在萃取蒸馏塔中把溶剂 萃取和蒸馏两种过程结合起来。
图 4-2 连续重整反应原理流程图 1—反应器；2—加热炉；3—换热器； 4—冷却器；5—高压分离器；6—压缩机； 7—泵；8—低压分离器；9—稳定塔
Ⅱ. 裂解汽油生产芳烃
乙烯是石油化工最重要的基础原料之一。随着乙烯工业的发展， 副产的裂解汽油已是石油芳烃的重要来源。1984年从裂解汽油生 产苯量已达794万吨。相当于当年苯产量的三分之一以上。当以石脑 油为原料，不同裂解深度时裂解汽油的组成如表4-6所示。
图 4-6 Morphylane法工艺流程图 1—萃取蒸馏塔；2—汽提塔；3—换热器；4—冷却器；5—再沸器
(2)工业生产方法 萃取蒸馏的主要工艺有德国Lugi公司的 Distapex法、Krupp Koppers公司的Morphylane法、Octener法和 Glitsch Technology公司的GT-BTX法。
图 4-1 石油芳烃生产过程
Ⅰ. 催化重整生产芳烃
催化重整是炼油工业主要的二次加工装置之一，它用于生产高辛 烷值汽油或BTX等芳烃，其中约10%的装置用于生产芳烃产品。催 化重整自1949年美国环球油品公司(UOP)第一套铂重整装置工业 应用以来，催化重整工艺和催化剂都有了许多改进与提高。
图 4-5 简化的Udex法萃取装置工艺流程 1—萃取塔；2—闪蒸；3—二闪蒸；4—萃取蒸馏塔；5—回流芳烃罐；6—汽提塔；
7—芳烃罐；8—汽提水罐；9—抽余油水洗塔；10—溶剂再生塔
4.1.2.2 萃取蒸馏
(1)原理与过程 萃取蒸馏是利用极性溶剂与烃类混合时，能降低 烃类蒸汽压使混合物初沸点提高的原理而设计的工艺过程，由于 此种效应对芳烃的影响最大，对环烷烃的影响次之，对烷烃影响最 小，这样就有助于芳烃和非芳烃的分离。在萃取蒸馏塔中把溶剂 萃取和蒸馏两种过程结合起来。
图 4-2 连续重整反应原理流程图 1—反应器；2—加热炉；3—换热器； 4—冷却器；5—高压分离器；6—压缩机； 7—泵；8—低压分离器；9—稳定塔
Ⅱ. 裂解汽油生产芳烃
乙烯是石油化工最重要的基础原料之一。随着乙烯工业的发展， 副产的裂解汽油已是石油芳烃的重要来源。1984年从裂解汽油生 产苯量已达794万吨。相当于当年苯产量的三分之一以上。当以石脑 油为原料，不同裂解深度时裂解汽油的组成如表4-6所示。
图 4-6 Morphylane法工艺流程图 1—萃取蒸馏塔；2—汽提塔；3—换热器；4—冷却器；5—再沸器
(2)工业生产方法 萃取蒸馏的主要工艺有德国Lugi公司的 Distapex法、Krupp Koppers公司的Morphylane法、Octener法和 Glitsch Technology公司的GT-BTX法。
芳烃转化过程
石油芳烃的生产
1
2
C3H8 -H2 C3H6
3
1*
C6-C8 4 烯烃
2*
CH4 C2H4
C4H8 C5H10
C6-C8 5 C6-C8
环烷烃
芳烃
催化剂： GaHZSM-5, PtHZSM-5
丙烷脱氢生成丙烯；丙烯聚合生成六碳烯烃；六碳烯烃环化生成
环烷烃；环烷烃脱氢生成芳烃 六碳烯烃还会裂解生成C2～C5的烯烃 C2 ～ C5的烯烃又会聚合生成C6 ～ C8的烯烃
1940-1949年为第一个阶段，这个时期以 氧化钼/氧化铝和氧化铬/氧化铝作催化剂的 催化重整装置，该过程又称临氢重整过程。
1949年 环球公司（UOP）开发了铂重整 催化剂，并建成了用Pt/Al2O3作催化剂的 重整装置。
1967年1967年 雪弗隆公司发明成功了铂 铼/氧化铝双金属重整催化剂并投入工业应用。
（1）由烷烃生产芳烃的Cyclar工艺 英国石油（BP）公司，以世界市场过剩的液化石油气 ——丙烷、丁烷为原料，经催化脱氢、齐聚、环化和芳构 化生产芳烃
特点：与石脑油重整相比较，原料无须预处理，不需 芳烃抽提装置（非芳烃质量分数低于1×10-3） 副产氢气产率高
丙烷为原料：芳烃产率63.4%，产氢率6.1% 丁烷为原料：芳烃产率67.2%，产氢率5.4%
广东中石化 技术人员在我国首套百万吨级工业示范装置现场进行催化剂装填检查
TNSO 催化剂 Pt-Sn-Al2O3
我国催化重整装置发展
自1965年第一套装置投入生产以来，经 过了应用双组份催化剂和移动床催化剂连 续再生技术上两次大的突破，较成熟的工 业。
我国目前有二甲酸、间苯二腈，后者为杀虫剂原料
➢ 乙苯 用于生产苯乙烯，进而生产丁苯橡胶和苯乙烯塑料等。
第三章 芳烃转化过程
补充氢 循环氢
表 3-6 温度对二甲苯异构化反应平衡组成的影响 温度/℃ 371 427 482 二甲苯异构体的平衡组成（摩尔分数） 间二甲苯 0.527 0.521 0.517 对二甲苯 0.237 0.235 0.233 邻二甲苯 0.236 0.244 0.250
至燃料系统
甲苯
反 应 器
分 离 器
一、C8芳烃的的组成与性质
表 3-11 C8 芳烃各异构体的某些性质 性质 组分 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 乙苯 沸点/℃ 144.411 139.104 138.351 136.861 熔点/℃ -25.173 -47.872 13.263 -94.971 相对碱度 2 3-100 1 0.1 与 BF3-HF 生成配 合物相对稳定性 2 20 1 -
+
三、工业生产方法
脱烷基制苯主要工艺方法
催 化 工艺方法 原料 剂 组 成 Hydeal （UOP 公司） Pyrotol （ Airproducts 裂解汽油 and Ｃｈｅｍｉ -ｃａｌｓ公司） HAD(ARCO /HRI 公司) 甲苯、混合 芳烃 入 MHC 裂解汽油 (日本三菱公司) 出口 ＜700 口 2.45 98%-99% 98%-99% 677-704 3.9-4.9 96%-100% 96%-100% Al2 O3 Cr2 O3 / 600-650 5.9-6.9 98.5% 98.5% 4-5 芳烃萃取 物 Cr2 O3 / 600-650 Al2 O3 3.4-3.9 0.5 ＞98% 99.98% 1.5 工艺条件 理论产率 温度 /℃ 压力 /MPa 空速 的收率 /h-1 命/a 苯纯度 剂 寿 催 化
④ 贵金属-氧化硅-氧化铝催化剂（异构化）
⑤ 分子筛催化剂
表 3-6 温度对二甲苯异构化反应平衡组成的影响 温度/℃ 371 427 482 二甲苯异构体的平衡组成（摩尔分数） 间二甲苯 0.527 0.521 0.517 对二甲苯 0.237 0.235 0.233 邻二甲苯 0.236 0.244 0.250
至燃料系统
甲苯
反 应 器
分 离 器
一、C8芳烃的的组成与性质
表 3-11 C8 芳烃各异构体的某些性质 性质 组分 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 乙苯 沸点/℃ 144.411 139.104 138.351 136.861 熔点/℃ -25.173 -47.872 13.263 -94.971 相对碱度 2 3-100 1 0.1 与 BF3-HF 生成配 合物相对稳定性 2 20 1 -
+
三、工业生产方法
脱烷基制苯主要工艺方法
催 化 工艺方法 原料 剂 组 成 Hydeal （UOP 公司） Pyrotol （ Airproducts 裂解汽油 and Ｃｈｅｍｉ -ｃａｌｓ公司） HAD(ARCO /HRI 公司) 甲苯、混合 芳烃 入 MHC 裂解汽油 (日本三菱公司) 出口 ＜700 口 2.45 98%-99% 98%-99% 677-704 3.9-4.9 96%-100% 96%-100% Al2 O3 Cr2 O3 / 600-650 5.9-6.9 98.5% 98.5% 4-5 芳烃萃取 物 Cr2 O3 / 600-650 Al2 O3 3.4-3.9 0.5 ＞98% 99.98% 1.5 工艺条件 理论产率 温度 /℃ 压力 /MPa 空速 的收率 /h-1 命/a 苯纯度 剂 寿 催 化
④ 贵金属-氧化硅-氧化铝催化剂（异构化）
⑤ 分子筛催化剂
第二章 芳烃的转化
反应器入口温度为390℃ 反应器入口温度为390℃，随着催化剂活性的下降，可 逐步升高温度至500℃ 逐步升高温度至500℃。 原料甲苯、C 原料甲苯、C9芳烃和新鲜氢及循环氢混合后与反应产物 进行热交换，再经加热炉加热到反应所需温度后进入绝 热式固定床反应器。 反应压力为3MPa，氢烃比为6 10： 反应压力为3MPa，氢烃比为6～10：1（摩尔比），液 空速为0.6～1.0h¯¹。 空速为0.6～1.0h¯¹。 反应后的产物经热交换器回收其热量后，经冷却器冷凝 后进入气液分离器，气相含氢80％以上，大部分循环 后进入气液分离器，气相含氢80％以上，大部分循环 回反应器，其余作燃料；液体产物经稳定塔脱去轻组分， 再经活性白土塔处理除去烯烃后，依次经过苯塔、甲苯 塔、二甲苯塔和C 塔、二甲苯塔和C9塔。 用精馏方法分出产物苯和二甲苯，未转化的甲苯和C 用精馏方法分出产物苯和二甲苯，未转化的甲苯和C9芳 烃循环使用。C 烃循环使用。C10芳烃因容易生焦不宜进入反应器中。 本法的单程收率为98％。 本法的单程收率为98％。
第二节 芳烃转化反应的化学过程
一、主要转化反应及其反应机理 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种反应。（P100～101）。 P100～ 芳烃的转化反应（脱烷基反应除外）都是在酸性催化 剂存在下进行的，具有相同的离子反应机理，其历程 如下： ㈠正烃离子R ㈠正烃离子R+的生成 由于各种酸性催化剂都能提供质子（H 由于各种酸性催化剂都能提供质子（H+），而质子只 有一个正电荷，所以转移速度很快，容易接近其他极 性分子中带负电的一端形成化学键；同时因质子半径 特别小，故呈现很大的电场强度易极化接近它的分子， 促进新建的形成。 另一方面，芳烃转化反应中的反应物是芳烃，也有烯 烃。它们是对质子具有一定亲和力的弱碱。因此能与 催化剂提供的质子亲合而形成正烃离子。
3 芳烃转化-2013.3.23
50%时,产物中C8芳
烃浓度最高。
三甲苯浓度对产物分布的影响
C9芳烃中除了三甲苯外还有三个甲乙苯异构体和丙苯，
除了发生甲基转移反应外，主要发生氢解反应.
甲基转移反应
甲基转移反应和氢解 反应，会增加乙苯， 氢解反应 增加氢气消耗。故原 料中甲乙苯和丙苯应 限量。
（三）氢烃比
氢气的存在可以抑制生焦生碳等反应，改善催化剂表面的
图2-16 移动床连续吸附示意图
模拟移动床的作用原理
模拟移动床的作用原理在于固体吸附剂以固
定床形式不动，而连续改变物料进出口位置，模
拟移动床的操作，从而实现分离的目的。
④模拟移动床吸附分离流程 立式吸附塔和卧式吸附塔
A、立式吸附塔
图2-17 立式模拟移动 床吸附分离示意图
立式吸附分离的关键设备是循环泵和旋转阀 循环泵是保证模拟移动床两个吸附塔之间液体正常循环流动的 设备，共两台。
和烷基转移是一种能最大限度生产对二甲苯的方法。
甲苯歧化的催化剂
硅铝系催化剂 硼铝系催化剂
添加活性金属（Ag，Zn等）的SiO2-Al2O3
添加活性金属（Ag，Zn等）的B2O3-Al2O3 Y型
分子筛催化剂
M型（即丝光沸石）
ZSM系分子筛
甲苯歧化的动力学
k0 K p r0 (1 K T pT ) 2
( x / y) A ( x / y) R
x：组分1的浓度，％(摩尔)； y：组分2的浓度，％(摩尔)； A：代表吸附相； B：代表吸余相(或称未被吸附相)
• ① 吸附剂
工业上采用的吸附剂，相当一部分是被Na, K, Ca, Ba等离子交 换的Y型分子筛或X型分子筛。对于每一种吸附剂在一定的吸附 温度下和一定的组分浓度下，具有一定的β值。温度越高，β 越小，对同一物质，β值越大，随平衡浓度的变化越大。某些Y 型分子筛于180℃，气相吸附C8芳烃的β值列于表。
第二章 芳烃的转化
42
温度过高，不利于乙烯的吸收，使反 应液中乙烯的浓度下降，影响反应结果。 反应温度低些，虽然有利于乙基苯生 成，但反应速度太慢，对反应进行不利， 尤其是多乙苯的烷基转移反应需要较高 的温度，以保证一定的反应速度，否则 难以在短时间内达平衡产率。
43
考虑反应设备防腐蚀材料的耐热性能。 适宜的反应温度随所用催化剂活性高低 和反应物碱度而不同。（或反应性能） 若用AlCl3为催化剂，乙烯与苯烷基化温 度一般控制在95℃左右。丙烯为80℃。
据了解2010年我国已经成为世界最大的px消费国消据了解2010年我国已经成为世界最大的px消费国消费量占全球322009年国内px产量为480万吨消费量为817万吨2010年消费量就已超过900万吨px的需求缺口依然很大导致每年需要大量从海外进口px进口的数量占据了中国市场px使用量的四成由于国内px产量不足我国被迫接受日韩等国企业在px上的高价
6
（一）从炼焦副产粗苯及煤焦油中获取
粗苯，可分离得到苯、甲苯、二甲 苯，其中苯含量50～70%； 煤焦油，分离可得到苯系、萘系， 蒽系等芳烃。
7
（二）从裂解汽油中获取 裂解汽油中，含有不饱和烃和硫化 物、氮化物等有害杂质，所以须先加氢 精制，再萃取分离，得到苯、甲苯和二 甲苯。
（三）从重整汽油中获取
AlCl3的纯度要求在97.5～98.5%以上， 必须无水，AlCl3用量随反应温度不同而 变动，反应温度为80℃时，AlCl3用量不 应低10%（占苯质量）。在100℃时， AlCl3用量只须用7～9%就够了，通常 AlCl3用量约为9～12%（因有损失）。
46
见下表AlCl3用量对苯乙基化反应的影响。
烯烃活泼性顺序：
异丁烯>正丁烯>丙烯>乙烯
温度过高，不利于乙烯的吸收，使反 应液中乙烯的浓度下降，影响反应结果。 反应温度低些，虽然有利于乙基苯生 成，但反应速度太慢，对反应进行不利， 尤其是多乙苯的烷基转移反应需要较高 的温度，以保证一定的反应速度，否则 难以在短时间内达平衡产率。
43
考虑反应设备防腐蚀材料的耐热性能。 适宜的反应温度随所用催化剂活性高低 和反应物碱度而不同。（或反应性能） 若用AlCl3为催化剂，乙烯与苯烷基化温 度一般控制在95℃左右。丙烯为80℃。
据了解2010年我国已经成为世界最大的px消费国消据了解2010年我国已经成为世界最大的px消费国消费量占全球322009年国内px产量为480万吨消费量为817万吨2010年消费量就已超过900万吨px的需求缺口依然很大导致每年需要大量从海外进口px进口的数量占据了中国市场px使用量的四成由于国内px产量不足我国被迫接受日韩等国企业在px上的高价
6
（一）从炼焦副产粗苯及煤焦油中获取
粗苯，可分离得到苯、甲苯、二甲 苯，其中苯含量50～70%； 煤焦油，分离可得到苯系、萘系， 蒽系等芳烃。
7
（二）从裂解汽油中获取 裂解汽油中，含有不饱和烃和硫化 物、氮化物等有害杂质，所以须先加氢 精制，再萃取分离，得到苯、甲苯和二 甲苯。
（三）从重整汽油中获取
AlCl3的纯度要求在97.5～98.5%以上， 必须无水，AlCl3用量随反应温度不同而 变动，反应温度为80℃时，AlCl3用量不 应低10%（占苯质量）。在100℃时， AlCl3用量只须用7～9%就够了，通常 AlCl3用量约为9～12%（因有损失）。
46
见下表AlCl3用量对苯乙基化反应的影响。
烯烃活泼性顺序：
异丁烯>正丁烯>丙烯>乙烯
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
不同国家芳烃来源构成
石油 催化重整油 裂解汽油
煤焦化
美国 西欧 日本 中国
79.6％ 49.4％ 37.8％ 27.9％
19.1％ 44.8％ 44.8％ 44.7％
4．0％ 5．9％ 10．0％ 27．4％
组成
芳烃含量 苯
甲苯 二甲苯 C9芳烃 苯乙烯 非芳烃
不同来源的芳烃含量与组成
催化重整油
对二甲苯
氧化
对苯二 甲酸
聚酯树脂、 涤纶
二
甲
间二甲苯 异构化
对二甲苯
苯
农药、
氨氧化
间苯二腈
聚酰胺
纤维
邻二甲苯 氧化
邻苯二 甲酸酐
医药、染料、 增塑剂
4.1.1 芳烃的来源与生产方法
芳烃的来源
煤焦化芳烃 煤高温干馏（焦化）副产的粗苯、煤焦油
石油芳烃(80%) 石脑油催化重整油 烃裂解副产的裂解汽油
第四章 芳烃转化过程
1
主
要
内
2
容
芳烃的生产方法 芳烃的转化
3 单一芳烃产品的分离精制
§4.1 概 述
主要芳烃及用途
三苯：苯、甲苯和二甲苯 简称BTX 混合二甲苯：乙苯和三个二甲苯异构体
组成的混合物 C8芳烃 异丙苯、十二烷基苯和萘
应用：合成树脂、合成纤维和合成橡胶工业、 合成洗涤剂、农药、医药、香料等。
3.轻烃芳构化与重芳烃的轻质化
轻烃芳构化：通过化学反应将<C8的烃转 化为C8芳烃。
重芳烃的轻质化：将C9 或C10的等重芳烃 转化为C8芳烃。
3.轻烃芳构化与重芳烃的轻质化
英国BP公司的Cyclar工艺
C 、C 0
0 迭式径向绝热反应器Pd/Al2O3,80～130℃,6MPa
3
4 分子筛催化剂 脱氢、二聚、环化\芳构化
3.轻烃芳构化与重芳烃的轻质化 ABB Lumnus公司的Detol工艺
C9,C10（重芳烃）Cr2O氢3/A油l2摩O尔3,6比506℃,4.5MPa 轻,中质芳烃+H2+重芳烃
Detol工艺产品收率
生产 目的 非芳烃
二甲苯 2.3%
苯
3.2%
原料摩尔分数
产品摩尔分数
苯 甲苯 C8芳烃 C9+芳烃 苯 C8芳烃 11.3% 0.7% 0.3% 85.4% 36.9% 37.7%
Aromax重整（美国Chevron公司）
C6～C8（烷烃）P氢t/油Ba比-K5-，L沸500石℃，0.4MPa，2.5h-1 芳烃（41.4％）
（ 催化剂适用于含C6～C8烷烃含量高的石脑油、重整抽 余油。）
共同点： 甲苯、二甲苯较多 苯较少
2. 裂解汽油生产芳烃
2004年裂解汽油生产苯量已达1245万吨，占苯产量的2／5
烷烃、H2S、NH3、H2O
指标： 含硫<2×10-6 (Wt%)
C6-C9
Co-Mo-Al2O3 280-300℃
80-130℃
Pd/Al2O3
裂解汽油二段加氢制芳烃流程示意图
1-初馏塔 2- 一段加氢反应器 3-第二段进料加热炉 4-第二段加氢反应器 5-热量回收系统 6-稳定塔
（二）石油芳烃生产
裂解汽油加氢精制过程
一段低温液相加氢： 二烯烃、烯基芳烃 Pd/Al2O3,80～130℃,6MPa
LHSV 3h-1,列管反应器
指标：二烯烃含量< 2%
单烯烃，芳烃 防止二烯烃聚合
二段高温气相加氢： Co-Mo-Al2O3, 300℃,4MPa
烯烃、RSH、ROH、RCOOH
LHSV 1.5h-1
（二）石油芳烃生产
1. 催化重整生产芳烃
石脑油 C6～C8原料
铂、铂铼催化剂
芳烃
(脱氢、异构脱氢、脱氢环化等芳构化反应)
催化重整新工艺 ——扩大原料范围
M2重整（美国Mobil公司）
C3～C5（烯烃+烷烃）53Z0S℃M，-50择.27形M催P化a，剂2.5h-1 芳烃(64.47％) + 非芳烃
-- 47.3% 49.5% -- 75.7% --
4.1.2 芳烃馏分的分离
芳烃馏分特点：由芳烃和非芳烃组成的混合物，碳 数相同的芳烃和非芳烃沸点接近，或形成共沸物。 溶剂萃取法 从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯等混合物 萃取蒸馏法 从窄馏分中分离纯度高的单一芳烃
4.1.2 芳烃馏分的分离 （一）溶剂萃取
50％～72％ 6％～8％
20％～25％
裂解汽油
5４％～７３％ 19.6％～36％
10％～15.0％
焦化芳烃
＞85％ 65％
15％
21％～30％
8％～14％
5％
5％～9％
5％～15％
--
5％～9％
2.5％～3.7％
--
28％～50％
27％～46％
＜15％
芳烃的生产
（一） 焦化芳烃生产
煤干馏
粗煤气
初冷、脱氨、脱萘、终冷、 洗油吸收 、蒸馏脱吸
温相对密度1.26、比热低）
– Arosolvan法 N-甲基吡络烷酮
– IFP法
N-甲酰吗啉
（萃取剂） （萃取剂+芳烃）
环丁砜萃取分离芳烃流程示意图
芳烃+H2
原料
丙烷 丁烷
Байду номын сангаас
芳烃产率与组成
芳烃 产氢率 产率 (纯度95%) 苯
芳烃组成 甲苯 二甲苯
63.4% 6.1% 31.26% 42.46% 17.88%
67.2% 5.4% 24.70% 43.90% 23.51%
C9+芳烃 8.4%
7.89%
特点：原料无需进行预处理； 勿需芳烃抽提（液体产品中非芳烃<<1×10-3）； 氢气产率高。
以石脑油为原料不同裂解深度时裂解汽油组成
裂
40~60% C6-C9芳烃
解
汽 二烯烃、单
受热和光的作用下
油
烯烃 、烷烃
很易氧化并聚合
需
组 成
氧、氮、硫及
脱 对后序生产芳烃工 除
序的催化剂、吸附
砷的化合物
剂均构成毒物
裂解汽油在芳烃抽提前必须进行预处理，为 后加工过程提供合格的原料。目前普遍采用 催化加氢精制法。
1. 原理：利用一种或两种以上的溶剂对芳烃和 非芳烃选择溶解分离出芳烃。
2. 对溶剂性能的基本要求 对芳烃的溶解选择性好、溶解度高 与萃取原料密度差大 蒸发潜热与热容小、蒸汽压小 有良好的化学稳定性与热稳定性、腐蚀性小。
（一）溶剂萃取
3. 工业生产方法
– Udex法
二甘醇
– Sulfolane法 环丁砜（沸点287℃、常
粗苯
粗 分馏 苯
轻苯 H2SO4/H2精制 分馏
重苯
分馏
BTX混合馏分
萘、蒽及其同 系物
（二）石油芳烃生产
芳烃生产过程
芳烃生产
芳烃分离与转化
B
B
石脑油 催化 重整
裂解汽油 汽油 C5～200℃ 加氢
芳烃 抽提
T
芳x
烃 分 C9A 馏
脱烷基 歧化 C8分馏
异构化
石油芳烃生产过程
T X OX
吸附 分离 PX