对二甲苯

现有工艺
Exxon Mobil公司 ZSM-5分子筛催化剂 GTC技术公司的GT-TolAlk技术 高硅分子筛 固定床 400-450℃,0.1-
0.5MPa 选择性大于85% 甲苯量可从 2.5吨降至1吨/吨对二甲苯 仍未投入生产中
模拟流程
选定催化剂
生产流程
反应条件
选定催化剂
纳米ZSM-5分子筛为基质,通过组合改性 调节催化剂的孔结构和酸性能,研制成 功高选择性、高活性、高稳定性催化剂
对二甲苯提纯部分
反应条件
反应原料为甲苯、甲醇,水和氢做为载 气,甲苯、甲醇摩尔比7:1,水与原料摩尔 比8:1,氢与原料摩尔比8:1。四者混合后 经加热器加热至反应温度460°C，常 压
加热混合方式
换热器？
经过计算发现,反应压力下25°C的甲醇 汽化并升温至460℃所需热量,与反应产 物冷却至460 ℃放出热量相近,两者混 合后温度在459-460 ℃之间，属于正常 反应温度范围。
2类 2A. 高温油炸食品
2B. 泡菜、咸菜 김 치
3类 px
确认 对人致癌 很可能 对人致癌 可能 对人致癌 尚未 发现证据致癌
PX 剧毒？
大鼠LD50 化学物质急性毒性高低的指标 指使大鼠中毒死亡一半的剂量 单位：有毒物质质量与生物体重之比
PX 剧毒？
涤纶生产方程式
PX 产品
大(TU)家(HAO)偏爱的棉织品，羊毛制品的缺陷
固定床连续气化法
——鲁奇气化炉
流化床气化法
——温科勒煤气化方法
提高单炉的生产能力 适应采煤技术的发展 使用小颗粒碎煤为原料，利用褐煤等高
灰分煤 煤颗粒成沸腾状态
气流床气化法
K-T法
K-T炉
气化剂高速夹带细干煤粉喷入气化炉
1500-1600℃
德士古法 煤粉：水煤浆
甲醇合成工艺技术
反应原理
选择合成对二甲苯(选择性大于98%),催 化剂连续运转1000小时活性不下降
大连理工大学催化剂研究所
生产流程
反应部分 先将甲苯甲醇混合加热汽化,再与水蒸 气和氢气混合,送入反应器
生产流程
预分离部分
目的是分离载气和未反应的甲苯,用于循环使用。 反应器出来的反应产物经降温至25°C后,进入闪 蒸器得到纯度97%以上的氢气。闪蒸得到的液相 进入倾析器,得到水相和主要成分为甲苯、二甲 苯的油相。油相经过精馏操作,塔顶甲苯,塔底得 到二甲苯混合物
CO +1/2O2 = CO2 -283.183 KJ/mol
C + 2H2 = CH4
-74.898 KJ/mol
煤气化的主要设备
操作方式 反应器
间歇式（落后）
连续式
固定床 流化床 气流床 熔融床（中试）
固定床间歇法
间歇气化法优缺点： 制气时不用氧气，不需空
分装置 生产过程间歇，发生炉的
生产强度低，对煤的质量要 求高。
工艺条件
工艺条件
空速高 转化率降低 空速低 转化率提高 空速过高 分离难度增加 空速过低 副反应增加 选择性和生产能力降低
工艺流程
工艺流程
工艺流程
工艺流程
工艺流程
现状
目前，世界上新建或扩建的甲醇装置几乎都采 用低压法或中压法，其中尤以低压法为最多。英国 I.C.I公司和德国Lurgi公司是低压甲醇合成技术的代 表。目前世界上合成甲醇主要采用低压法工艺技术， 它是大型甲醇装置的发展主流。
对二甲苯
PX = 过街老鼠
PX = 过街老鼠
PX 抵制原因
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1.环保意识增加
PX 抵制原因
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2.以讹传讹
PX 抵制原因
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3.政府决策失误
PX 抵制原因
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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4.政府失信
PX 简介
PX生产流程
PX 剧毒？
IARC (国际癌症研究机构)
1类
酒、咸鱼、烟草
涤纶
一吨涤纶=2.2~2.5亩棉田的棉花产量
我国现阶段产量为
504万吨每年
如果都用来做涤纶生产
衣服则有
500万吨
换算成棉田
1100万亩
天津大学占地
137公顷
1公顷=15亩
137*15=2055亩
一年涤纶换棉花
五千天大
工艺提前看
烷基化
反应：煤 甲醇 PX 提纯
523出品
该技术是在高温低压条件下,使一分子甲苯和一分 子甲醇发生反应,择型生成二甲苯和水,大大提高了 甲苯利用率
该工艺具有如下特点:
(1)以甲醇为原料,是C1化学甲醇利用的新方向; (2)甲苯消耗量比甲苯歧化工艺降低近一半,具有经 济意义; (3)流程简单,设备费用较低; (4)既可以独立建设装置投产,又可以在芳烃联合装 置中与其他单元并联使用,具有较好的灵活性。
甲醇的制备路线
煤
合成气
甲醇
煤制合成气
原料：煤或焦炭
如果再生周期为几天，可以采用连续循环再 生的反应器，有利于热量的移除。国内流化 床反应器技术比较成熟，可以满足需要。
数百小时，移动床较好。 决定为固定床
仍在进步
逆向效应 改性ZSM-5催化剂上反应活性与选择性呈
现反向的变化，选择性显著提高的同时转 化率明显下降，并且随着时间延长活性衰 减很快 催化剂得到突破：开发活性高、选择性好、 再生周期长的催化剂； 甲醇与对二甲苯的价格比较合适
气化剂：氧气（空气或富氧） 水蒸气
煤气
C +O2 = CO2 C +1/2O2 = CO C +CO2 = 2CO CO +1/2O2 = CO2
-393.777 KJ/mol -110.595 KJ/mol +172.284 KJ/mol -283.183 KJ/mol
可逆过程 总过程强吸热
C + H2O = CO + H2 +131.390 KJ/mol
不需在反应器前添加换热器
串联反应器数目
提高反应物转化率的方法：多个反应器 串联生产，多段进料
随着串联反应器增加，产品增加，副产 物也会累积，故反应器数目存在最优值。
模拟得3个最佳
反应器选型
如果催化剂再生周期相对较长，半年以上， 优先考虑固定床反应器。有利于产物收率指 标的优化及设备尺寸的减小。
热力学分析
反应热与温度和压力的关系
催化剂
锌-铬系催化剂：活性低 要求高温高压 铜基催化剂：活性较高 加入Cr2O3和Al2O3 助催化剂可增加分散度 延长催化剂寿命
工艺条件
可逆放热反应 温度升高 反应速率增加 平衡常数下降 存在最适温度
催化剂的活性温度
工艺条件
反应体积缩小 增加压力 甲醇产率提高 压力升高程度与反应温度有关