芳烃系产品的生产

0.1MPa 温度，℃
0.01MPa 温度，℃
转化率，％
0.1MPa 温度，℃
0.01MPa 温度，℃
转化率，％
565
450
30
585
475
40
620
500
50
645
530
60
675
560
70
19
3．水蒸汽用量
乙苯转化率随水蒸气用量加大而提高。当水蒸气用量增加到一定程度时，如乙苯与 水蒸水气蒸之气比作等为于稀1释6时剂，再还增能加供水给蒸脱气氢用反量应，所乙需苯部分转热化量率，提也高可不使显反著应。产物尤其
1
章目录
概述 第一节 苯烷基化制乙苯生产技术 第二节 苯乙烯生产技术 第三节 硝基苯催化加氢生产苯胺 第四节 对二甲苯氧化生产对苯二甲酸
2
概述
1.任务
芳烃系列化工产品的生产就是以三苯（苯、甲 苯、二甲苯）为主要原料生产它们的衍生物。 这些衍生物都是很重要的有机化工原料，可以 生产许多精细化工产品以及高分子产品。
14－换热器
12
乙苯精制部分
图9—6 苯乙基化反应工艺流程 1—苯塔；2—苯干燥塔；3—乙苯塔；
4—多乙苯塔
13
第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯
一、概述
二、生 产 原 理
乙苯脱氢生产苯 乙烯
五、异常现 象
三、操作条件
四、工艺流 程
14
苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。具有高折射性和特殊芳香气味。
是氢气的流速加快，迅速脱离催化剂表面，有利于反应向生成物方向进行。 水蒸气可抑制并消除催化剂表面上的积焦，保证催化剂的活性。
反应温度，K
转化率，％ 水蒸气：乙苯，mol
0
16
18
853
0.35
0.76
0.77
873
0.41
0.82
0.83
893
0.48
0.86
0.87
913
0.55
0.90
0.90
在工业生产中，乙苯与水 蒸气之比一般为l：1.2～ 2.6（质）。 20
Al2Cl6RCl
二元络合物再与苯作用 生成三元络合物
Al2Cl6RCl+C6H6 Al2Cl6·C6H5R·HCl
在三元络合物作用下， 烷基化反应按下式进行
Al2Cl6·C6H5R·HClBaidu NhomakorabeaCH2= CH2
Al2Cl6·C6H4R2·HCl
乙基络合物又与原料苯 或产物（如二乙基苯） 起复分解反应，产生烷 基转移反应。
1、由于蒸汽或乙苯进料计量错误造 成蒸汽与乙苯水比太低；
2、反应器入口温度测量错误。 1、测压孔部分堵塞； 2、压降测量表堵； 3、催化剂床层起法引起部分床层堵塞。
1. 压缩机吸入压力高于要求值；
二段床层 出口压力高
2. 压力指示器失灵； 3. 压缩机吸入阀部分关闭； 4. 压缩机吸入口的某个设备液位
18
由表可看出，达到同样的转化率，如果压力降低，温度也可以采用较低的温度操作，
2.反应压力 或者说，在同样温度下，采用较低的压力，则转化率有较大的提高。所以生产中就
采用降低压力操作。
乙为常了采苯保 用脱证加乙入氢苯水反脱蒸氢气应反稀是应 释在剂体高的积温方减法增压降大下低安反的全应操产反作物应，的在分，工压降业 ，生从低产而压中达 力对 反到应减压有操利作的，目其的。平衡转化率随反应压力的降低而 升高。
Al2Cl6·C6H4R2·HCl+C6H6
Al2Cl6·C6H5R·HCl+C6H5R
8
3
3．烷基化催化剂 主要有AlBr3、AlCl3、FeCl3、BF3、
ZnCl2等。目前普遍采用的是氯化铝
（1）酸性卤化物类
催化剂，并加少量氯化氢以促进反应。
主 要 有 H2SO4 、 H3PO4 、 HF 等 。 最 常
5
二、生产原理
1．主、副反应 ２．反应机理
3．烷基化催化剂
6
1．主、副反应
主反应： 副反应：
+(气)+C2H4
—C2H5 + C2H4
烷基转移反应：
C2H5
—C2H5 +
7
—C2H5
C2H5 —C2H5
2
—C2H5
２．反应机理
在氯化氢存在下，乙烯 与三氯化铝加成生成二 元络合物
2AlCl3+HCl+C2H4
21
四、工艺流程 乙苯脱氢 苯乙烯精制
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1.乙苯脱氢
图9—7 乙苯脱氢反应工艺流程 1—蒸汽过热炉；2（Ⅰ、Ⅱ）—脱氢绝热径向反应器；3，5，7—分离罐； 4—废热锅炉；6—液相分离器；8，12，13，15—冷凝器；9，17—压缩机； 10—泵；11—残油汽提塔；14—残油洗涤塔；16—工艺冷凝汽提塔
3.重芳烃的用途
如偏三甲苯、均三甲苯、甲乙苯及均四甲苯等 具有特定的分子结构，已成为精细化工产品的
宝贵资源。在生产高温树脂、特种涂料、增塑
剂、固化剂等精细化工产品中，充分显示了重
芳烃独特的使用性能，广泛应用于医药、染料、
合成3材料以及国防和宇航工业等尖端科技部门。
第一节 苯烷基化生产乙苯
一、概述
苯烷基化生产乙 苯
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2.苯乙烯的分离与精制
图9—8苯乙烯的分离和精制工艺流程 1—乙苯—苯乙烯分馏塔；2—乙苯回收塔；3—苯—甲苯 分离塔；4—苯乙烯塔；5—薄膜蒸发器；6，7，8，9—冷 凝器；10，11，12，13—分离罐；14—排放泵
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五、异常现象及处理方法
异常现象 乙苯转化率低
反应器床层 压降增加
可能原因
物理性质
１.苯乙烯的性质和
化学性质
苯
用途
乙
用途
烯
概 述
乙苯脱氢
苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯
与丁2二．烯生、产丙方烯法腈共聚，其共聚物可用以生产
A丁B二S烯工共程塑聚料可；生与成丙丁烯苯腈乳共胶聚或可合得成A丁乙S苯苯树和橡脂丙胶；烯与。的共氧化法
此外，苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织
等工业。
和细膜，剂并作能用使下中用枢空神气经或系氧统气先进兴行奋氧而化后，呈生麻产醉苯状甲态酸。；工若作用场缓所和最的高氧允许浓度为 100×10m化l/剂m或3。在缓和的反应条件下进行氧化，则生成苯乙酮。乙苯分
子的侧链在一定条件下，可从相邻的两个碳原子上脱去l个氢
原子而形成C=C双键，生成苯乙烯。
物理性质
—CH2—CH3 +2H2O
高温下生碳
—CH3 +2CO2+3H2
—CH2—CH3
8C+5H2
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三、操作条件
１．反应温度
4．原料纯度要求
2.反应压力
3．水蒸汽用量
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1.反应温度
乙苯脱氢是强吸热反应，升温对脱氢反应有利。 但是，由于烃类物质在高温下不稳定，容易发生许多副反 应，甚至分解成碳和氢，所以脱氢适宜在较低温度下进行。 然而，低温时不仅反应速度很慢，而且平衡产率也很低。 所以脱氢反应温度的确定不仅要考虑获取最大的产率，还 要考虑提高反应速度与减少副反应。 在高温下，要使乙苯脱氢反应占优势，除应选择具有良好 选择性的催化剂，同时还必须注意反应温度下催化剂的活 性。 例如，采用以氧化铁为主的催化剂，其适宜的反应温度为 600℃～660℃。
１.乙苯的性质和用
化学性质
途 乙 苯
用途
概 乙苯述是一个重要的有机化工中间体，是芳烃苯系和乙烯烷基化
列产品中最重要的一个产品，也是苯的最主要
产品。它主2要．用生于产脱方氢法生产苯乙烯；其次是用
作酮溶、剂乙基、蒽稀醌释等剂；以乙及苯用还于是生医产药二工乙业基的苯重、要苯芳原乙烃生产过程的C8芳烃分离
料。
（3）分子筛类
等特点，是一种颇有前途的烷基化催
化剂。
9
三、操作条件 乙烯与苯的比例对烷基化产品的 烷基化反组应原成为料影放乙响热烯很反中大应硫，，化因温氢为、在乙络炔合、物一周氧化碳
度较低时围反及介应含质就氧中可化如以合果达物乙到（烯理如浓乙度醛越、大乙，醚三）等能
想 慢 加 不的 。 快 利转 提 乙 于化 高 基 烯氯 生 率 多化率 反 化 烃破 烯 反化 成 随 乙剂， 应 的 的坏 、 应铝 的 乙 苯的但 温 反 吸催 丁 速络 烷 烯 的中反 度 应 收化 烯 度合 基 与 产毒应 ， 速 （络 以 较物 苯 苯 率与速 虽 度 本合 及 快中 也 比 也-度 可 ， 质物 高 （-失含 就 例 相结极 以 但乙 化 9而或 级 与活烷 愈 的 应7且使 烯 乙基．剂。基 多 增 随必其 烃 烯化5乙就加之。的～须钝与与反烯愈而提乙纯9无苯化苯应中多增高苯8水的，的度．对含加产，。。烷引反5要有A，%基起应lC的求以l化催速3丙上催在， 果就是转当化度两率相者低比比）例。，超温使过度烷0过基．化6产时物，与乙分苯离过程
１．反应温度
高，甚至产会复率破杂的坏化增已，加形且显成增著4的加．减催了催小苯化，的剂而用消多量耗乙量苯。原料 化络合物产。苯率例中的如的增，硫加温化却度物显超同著过样加是大乙。基所化以反乙应的催
120 ℃时烯络化与合毒苯物物的就，摩会直尔树接比脂影以化响0，生．产5正～常0．进6行。苯
从而失去为催中宜化若。作含用有。甲所苯以，必在三氯化铝催化剂作
10 计量，绝对不能过量。
四、工艺流程 苯乙基化反应部分 乙苯精制部分
11
苯乙基化反应部分
图9—5 苯乙基化反应工艺流程
1—烷基化反应器；2—苯洗涤塔；3—碱洗涤塔；4—闪蒸罐；5—AlCl3溶解槽； 6—催化络合物缓冲罐；7—烃化液与AlCl3分离器；8—烃化液与碱液分离器； 9—烃化液与水分离器；10—稀碱罐；11－催化剂输送泵；12－苯循环泵；13、
4．原料纯度要求
为了减少副反应发生，保证生产正常进行， 要求原料乙苯中二乙苯的含量＜0.04%。因 为二乙苯脱氢后生成的二乙烯基苯容易在 分离与精制过程中生成聚合物，堵塞设备 和管道，影响生产。 另外，要求原料中乙炔＜10ppm（体）、 硫（以H2S计）＜2ppm(体)、氯（以HCI计） 2ppm(质)、水≤10ppm（体），以免对催化 剂的活性和寿命产生不利的影响。
沸点为14苯5 ℃乙，烯凝具固有点乙烯－基30烯.4烃℃的，性难质溶，于反水应，性能能溶极于强甲，醇如、氧乙化酸、及还乙原醚、等溶剂。
一、概述 苯乙烯在氯高化温等下反容应易均裂可解进和行燃，烧并，能生与成卤苯化、氢甲发苯生、加甲成烷反、应乙。烷苯、乙碳烯、暴一氧化碳、
二氧化碳露和于氢空气气等中。，苯易乙被烯氧蒸化气成与醛空、气酮能类形。成苯爆乙炸烯混易合自物聚，生其成爆聚炸苯范乙围为1．1 ％～6．0烯1％（。PS）树脂。也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。
二、生 产 原 理
三、操作条件
四、工艺流 程
4
乙苯是无色透明液体，具有芳香气味，沸点136.2℃，凝固点 －94.5℃。可溶于乙 醇、 苯、乙四苯氯侧化链碳容和易乙氧醚化等，，其而氧几化乎产不物溶随于氧水化。剂乙的苯强易弱燃及，反其应蒸条气件与的空气能形成
一、概述 爆炸性混不合同物而，不其同爆。炸例范如围，2.3用～强7.氧4%化。剂乙（苯高有锰毒酸，钾其等蒸）汽氧会化刺或激在眼催睛化、呼吸器官
须要控制在用合下适易的生范成围甲内乙，苯，给乙苯分离带来 2．原料反纯应度温度困一难般，3控．增制原加为料了配95乙比～烯原料的耗量。苯中
10若0℃含为有宜过。量水，则会将三氯化铝催化
剂水解，产生的氯化氢对设备有腐蚀
作用，产生的氢氧化铝可沉淀，导致
管道与设备堵塞。所以，对于生成氯
化氢所需的水量必须精确计算并严格
三苯的应用范围非常广泛。近几十年来，苯、
甲苯、二甲苯的应用范围已从原来的炸药、
芳
医药、染料、农药等传统化学工业迅速扩大
烃 生
2.三苯的用途
到高分子材料、合成橡胶、合成纤维、合成 洗涤剂、表面活性剂、涂料、增塑剂等新型 工业。
产
概
C9及C10等重芳烃是生产石油芳烃过程中数量
述
可观的产品或联产品。经分离后，有些重芳烃，
．
采用的是磷酸-硅藻土固体催化剂，具有
烷 基 化 催
（2）质子酸类
选择性高、腐蚀性小及三废排放量小的 优点。其缺点是反应温度和压力较高， 多烷基苯不能在烷基化条件下进行脱烷
化 剂
基反以应分。子筛为催化剂的烷基化反应，
分
具有活性高、反应选择性高、烯烃转
类
化率高、反应可在较低压力下进行，
过程三废排放量极少，对设备无腐蚀
过高。
1. 温度指示器失灵（入口或出口）
一段或二段反应器床层 2. 空气进入反应器。
温度高
处理方法
1、取样分析水比，检查乙苯计量，检查蒸汽 计量；
2、检查温度指示器。 • 降低吸入压力； • 检查变送器，检查氮气吹扫； • 检查床层出口粉尘过高时，可通过提高 压力或降低进料量来降低速度。
1. 降低吸入压力； 2. 检查变送器，检查氮气吹扫； 3. 检查阀门位置； 4. 检查主冷器入口和出口，调整冷却器和 压缩机吸入罐的液位。
15
二、生产原理
主反应：
—CH2—CH3
催化剂
—CH=CH2 ＋H2 △HΦ 298=117.6KJ/mol
在主反应发生的同时，还伴随发生一些副反应，如裂解反应和加氢裂解反应：
—CH2—CH3 ＋H2
—CH4 ＋CH4
—CH2—CH3
+C2H4
—CH2—CH3 +H2
+C2H6
在水蒸气存在下，还可发生水蒸气的转化反应