化工工艺学第五章石油化工单元工艺芳烃转化

化工化学系

石油化工单元工艺

刘月梅制

第二节

芳烃转化及生产

1

芳烃的生产方法

芳烃的转化2

3

单一芳烃产品的分离精制

概述

1、芳香烃生产意义

◆芳香烃：含苯环结构的碳氢化合物的总称。

◆包括：

单环的苯系芳烃（三苯简称BTX）

双环的萘及其衍生物

稠环芳烃：三个或三个以上苯环叠合体

主要芳烃及用途

◆三苯：苯benzene、甲苯toluene和二甲苯xylene，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

芳烃)

(C

8

◆异丙苯、十二烷基苯和萘

基本化工产品和重要的化工原料：合成橡胶、合成树脂、合成纤维、洗涤剂及药物、香料、染料、助剂和专用

图1-6)

化学品等工业的重要原料。(P

5

甲苯

硝化硝基甲苯染料中间体、炸药

歧化苯、二甲苯

氧化苯甲酸染料中间体、医药、增塑剂临氢脱烷基苯

硝化、还原、光气化甲苯二异氰酸酯

聚氨酯类泡沫塑料、聚氨酯橡胶

二甲苯对二甲苯氧化对苯二甲酸聚酯树脂、涤纶

间二甲苯异构化对二甲苯

氨氧化间苯二腈

农药、

聚酰胺纤维

邻二甲苯氧化邻苯二甲酸酐医药、染料、增塑剂

萘氧

化

烷基萘脱烷基萘氧化

◆煤焦化生产芳烃

煤高温干馏副产粗苯和煤焦油

◆石脑油催化重整油

◆烃裂解副产的裂解汽油2、芳烃的来源

概述

石油芳烃

不同国家芳烃来源构成随着乙烯工业的发展和乙烯原料向石脑油和柴油的转化，预计裂解汽油来源比重将增大。

概述

3、芳烃生产方法

分馏

煤干馏煤焦油初冷、净化、终冷

洗油吸收蒸馏脱吸

粗苯粗

苯轻苯重苯

分馏BTX混合馏分分馏苯

甲苯二甲苯芳烃转化概述

焦化芳烃生产方法

概述

石油芳烃生产方法◆工艺过程反应分离转化◆原料裂解汽油，石脑油（催化重整）

石油芳烃的生产过程

对二甲苯邻二苯

甲

50～70% C 6～C 9芳烃（所需要的）二烯烃、单烯烃、烯基芳烃（苯乙烯等）（约20%左右）和少量烷烃微量的氧、氮、硫及砷的化合物

以乙烷、丙烷等气态烃为原料时，裂解汽油的收率只有原料量的2%-5%，以石脑油、轻柴油等液态烃为原料时则为15-25%。

A 裂解汽油生产芳烃

裂解汽油组成

◆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C 5烷烃，做烃裂解原料

裂解汽油中的C 5馏分

概述

◆裂解汽油预处理---加氢精制

除去二烯烃、苯乙烯等易聚合不饱和烃和硫化物、氮化物等有害杂质。分两段加氢工序。第一段低温液相加氢，双烯烃加氢成单烯烃，苯乙烯加氢成乙苯；第二段是高温气相加氢，单烯烃饱和，硫化物、氮化物等有害杂质加氢氢解为相应烃和H 2S 、NH 3等除去。◆芳烃萃取分离

溶剂萃取---分离出各种芳香烃，常用溶剂环丁砜。

A 裂解汽油生产芳烃

概述

◆二烯烃

单烯烃烯基芳烃

芳烃(苯乙烯）乙苯

◆工艺条件：Pd/Al 2O 3 催化剂

(低温，液相反应)

◆指标：二烯烃含量< 2%

一段加氢

概述

◆单烯烃饱和烃脱除S 、O 、N 等有机化合物◆工艺条件：Co-Mo-Al 2O 3催化剂

(较高温度气相反应)

◆指标：溴值低于1

含硫<2×10-6(Wt%)

二段加氢

概述裂解汽油两段加氢流程P 202

bromine value；bromine number 表示有机化合物中不饱和程度的一种指标。

指100g物质中所能吸收(加成)溴的克数。

溴值和碘值的关系是：溴值=碘值×0.632。

测定溴值的主要是石油烃类，因石油烃使用

溴值比碘值的副反应少、误差小。

A裂解汽油生产芳烃

◆加氢反应是放热反应

◆加氢反应是体积缩小的反应

◆加氢反应是在氢存在下进行的--提高氢油比◆空速

A裂解汽油生产芳烃

◆降低温度对反应有利。

◆反应速度太慢，对工业生产是不利的。提高温度，可提高反应速度，缩短平衡时间。但是温度过高，既会使芳烃加氢又易产生裂解与结焦，从而降低催化剂的使用周期。所以，在确保催化剂活性和选择加氢前提下，尽可能把反应温度控制到最低温度为宜。

A裂解汽油生产芳烃

◆提高压力有利于反应的进行。

◆高的氢分压能有效地抑制脱氢和裂解等副反应的发生，从而减少焦炭的生成，延长催化剂的寿命，同时还可加快反应速度，将部分反应热随过剩氢气移出。但是压力过高，不仅会使芳烃加氢，而且对设备要求高、能耗也增大。

芳烃馏分的分离

◆芳烃馏分都是由芳烃和非芳烃组成的混合物◆溶剂萃取法

从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯

◆精馏分离

从窄馏分中分离纯度高的单一芳烃

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