甲苯歧化制 2甲苯

甲苯歧化制 2甲苯
甲苯歧化制 2甲苯

甲苯歧化制二甲苯

摘要:对二甲苯是聚酯的原料,也是重要的化工原料,工业上可采用甲苯歧化法制备二甲苯。本文通过阅读资料主要介绍了甲苯、二甲苯、二甲苯制备方法、制备二甲苯所使用的催化剂以及催化剂的改良。Abstract:Paraxylene is polyester raw materials, is also the important chemical raw materials, can be used on industrial toluene disproportionation of of xylene. In this article, through reading mainly introduced the toluene, xylene, preparation method, preparation used by dimethylbenzene xylene modified catalysts and catalyst.

1 甲苯

1.1甲苯的性质

甲苯、无色澄清液体。有苯样气味。有强折光性。能与乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶,极微溶于水。相对密度0.866。凝固点-95℃。沸点110.6℃。折光率1.4967。闪点(闭杯)4.4℃。易燃。蒸气能与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限1.2%~7.0%(体积)。低毒,半数致死量(大鼠,经口)5000mg/kg。高浓度气体有麻醉性。有刺激性。化学性质活泼,与苯相像。可进行氧化、磺化、硝化和歧化反应,以及侧链氯化反应。甲苯能被氧化成苯甲酸。

甲苯在催化剂(一般采用硅铝催化剂)作用下,使一个甲苯分子中的甲基转移到另一个甲苯分子上而生成一个苯分子和一个二甲苯分子,这种反应称作歧化反应。

2 二甲苯

2.1二甲苯的性质

二甲苯(dimethylbenzene)为无色透明液体;是苯环上两个氢被甲基取代的产物,存在邻、间、对三种异构体,在工业上,二甲苯即指上述异构体的混合物。二甲苯具特臭、易燃,与乙醇、氯仿或乙醚能任意混合,在水中不溶。沸点为137~140℃。二甲苯毒性低等,美国政府工业卫生学家会议(ACGIH)将其归类为A4级,即缺乏对人体、动物致癌性证据的物质。二甲苯的污染主要来自于合成纤维、塑料、燃料、橡胶,各种涂料的添加剂以及各种胶粘剂、防水材料中,还可来自燃料和烟叶的燃烧气体。

2.2二甲苯的制备

1、由炼焦副产品回收二甲苯。二甲苯是生产苯的联产品,根据粗苯各组分的沸点不同,用精馏的方法提取沸程135~145℃的馏分,得二甲苯。

2、铂重整法用常压蒸馏得到的轻汽油(初馏点约138℃),截取大于65℃馏分,先经含钼催化剂,催化加氢脱出有害杂质,再经铂催化剂进行重整,用二乙二醇醚溶剂萃取,然后再逐塔精馏,得到苯、甲苯、二甲苯等产物。

3、甲苯歧化法。此法是在催化剂作用下,使一个甲苯的甲基转移到另一个甲苯上,生成苯和二甲苯。反应是用DF-166催化剂(缺铝氢型丝光沸石),以重整甲苯(硝化级)和重整循环氢(85%~90%)

为原料,反应温度400±2℃,压力为2MPa左右等条件下,反应制得苯和二甲苯。

4、将石油轻馏分混合苯经过加氢精制,催化重整,分离而得二甲苯。或将焦化粗苯经洗涤、分馏而得。

本文主要介绍甲苯歧化法制二甲苯的主要催化剂。

3 对二甲苯

对二甲苯是聚酯的原料,也是重要的化工原料,目前市场上对它的需求量很大,供不应求,现有工业上甲苯歧化生产笨和二甲苯的工艺,不能选择性生成对二甲苯并且需要进行混合二甲苯分离和二甲苯异构化等复杂工艺过程。

采用改性的沸石分子筛催化剂进行甲苯歧化反应,可直接制取高浓度的对二甲苯,是目前工业生产的四倍,且不需异构化和分离工艺,简化了生产流程,节省了能源和资源。

反应温度:510-540℃

甲苯质量空速:4.5-51 h

运转时间:200h

反应压力:0.4MPa

甲苯转化率为14-19%,对二甲苯浓度:93%~96%

应用范围:此技术采用改性的沸石分子筛为催化剂,用于甲苯选择歧化反应,性能稳定,甲苯转化率达14-19%,产品中对二甲苯浓度达93%~96%,对二甲苯浓度超过热力学平衡值四倍,若应用于聚

酯工业生产,可不需异构化和分离工艺,从而缩短了生产流程,节省了能源和资源,并且降低了成本,该项目填补了国内空白。

3.1对二甲苯制备方法

1. 石油二甲苯、煤焦油二甲苯中,都含有相当量的对二甲苯。由于对、间二甲苯的沸点差只有0.75℃,故不能采用精馏分离法,目前国内外研究发展的方法是低温结晶分离法;吸附分离法和络合分离法。低温结晶分离法利用二甲苯异构体的熔点差异进行分离,主要方法为深冷分步结晶,工艺技术成熟,在二甲苯分离中占优势。但此法设备庞大,对二甲苯受共熔点的限制,回收率低,只有60-70%。吸附分离法是70年代发展的新方法,此法比深冷结晶法投资少,生产总成本低,对二甲苯收率高,纯度也高,有可能取代深冷结晶法。

2. 原料甲苯在烷基转移反应器中,进行烷基转移反应,生成二甲苯和苯。混合二甲苯在异构化反应器中,使部分间二甲苯异构化生成对二甲苯,反应物在稳定塔中除去轻馏分后与烷基转移工段来的二甲苯混合进入脱C9馏分塔,在塔顶获得对二甲苯含量较高的混合二甲苯,塔釜为C9以上组分。从稳定塔塔顶得到的混合二甲苯进入吸附分离工段,采用非分子筛型固体吸附剂吸附对二甲苯,解吸得纯度高达99.9%的对二甲苯产品,同时副产间二甲苯。此外,还有氟化氢-三氟化硼抽提法。

3.2对二甲苯分离技术

从芳烃中分离PX主要技术进展包括以下方面。

a)Eluxyl工艺:由法国IFP公司开发,其原理与UOP的Parex法相似。它建立在模拟逆流吸附概念之上,其关键部分是高选择性吸附物(专利)和配方(Spx300)。工艺特点是:通过高选择性分子筛获得

超高纯度(99.9%)对二甲苯,具有独立的开/关阀系统,由微处理器操作,简单可靠。

b)Sulzer工艺:由瑞士Sulzer公司开发的一种熔体结晶提纯对二甲苯工艺,可以将对二甲苯从混合二甲苯中分离出来。无需使用固体吸附剂、溶剂、催化剂及其他化学品,回收对二甲苯的质量分数高达99.5%。投资低,操作费用省,可与UOP开发的吸附分离方法竞争。

3.2对二甲苯的用途

对二甲苯(PX)是一种重要的有机化工原料,主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)和对苯二甲酸二甲酯(DMT)。、

3.3对二甲苯供需状况

90年代以后,我国聚酯行业迅速发展,带动了国内对二甲苯生产能力和产量不断增加。由于生产能力的增长速度落后于消费的增长速度,造成国内对二甲苯供应缺口很大,每年都要从国外进口大量的对二甲苯以弥补国内生产能力的不足。但是,世界范围内的对二甲苯供需状况是供大于求o。

3.3.1国内状况

目前,国内对二甲苯生产商一般是采用上下游加工一体化的生产模

式,即生产的对二甲苯大都供给自己下游生产线作原料,将其作为商品的流通量不大。90年代中期以后,由于我国许多聚酯装置相继建成投产,致使国内PTA生产装置满负荷、甚至超负荷运转,带动了对二甲苯需求量的急剧上升。国内对二甲苯市场出现了供不应求的局面,较长时期内,我国对二甲苯产不足需,每年都有不同数量的进口。3.3.2国外状况

1998年以来,由于对二甲苯生产过剩、市场萧条等原因,致使对二甲苯售价持续下滑,生产商获利十分微薄。DeWitt公司调查表明,2000年生产商几乎没有盈利,有些甚至出现亏损。主要原因是PTA价格疲软,导致对二甲苯开工率降至80%~85%。在中东,较低的原料成本增强了对二甲苯生产商的产品竞争力,工厂开工率接近100%,大多数产品出口到亚洲。分析家说,该地区规划的新增生产能力可能将导致其产品向欧洲出口。在欧洲,虽然生产商也面临着原材料高成本所导致的利润下降,但强劲的PTA和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)市场已使对二甲苯市场走出了低谷。大多数生产装置2000年的开工率都为80%,生产商计划在2001年都维持这一水平。

在北美和南美,对二甲苯需求增长良好,特别是在南美,PET树脂市场的渗透促使对二甲苯需求的增长。从1997年起,南美的年增长率均为10%~12%,北美的需求稳定增长。但随着亚洲生产能力增强,该地区的对二甲苯和PTA出口量有下降的趋势,因此影响了对二甲苯的需求量。1997—2002年,北美的需求年增长率为3%。预计到2002年为止,生产能力的增长将仍会继续超过需求的增长,从而影响对二

甲苯的价格和利润。2002年前,美国的开工率不会超过70%,除非美国和亚洲宣布新的停产,这样就能增加出口机会。在全球范围内,对二甲苯是供大于求,新增生产能力还会加剧这一问题。不过,近几年下游聚酯产品生产能力的不断扩大,会拉动对二甲苯的需求,在一定程度上可以缓解对二甲苯供需矛盾。

随着我国加入WTO,未来几年内,国内对二甲苯市场也将很快开放,国外的对二甲苯就会涌入国内,对国内的对二甲苯生产企业形成强烈的冲击。面对如此激烈的市场竞争,我国企业要在扩大产量的同时,尽快改变生产规模小、竞争力弱的现状,新建的对二甲苯装置应向大规模化发展。还要不断加大对二甲苯生产装置和工艺的科研开发力度,改变主要依赖国外技术的状况。

4 甲苯歧化

4.1甲苯歧化催化工艺技术

甲苯歧化工艺有如下类型:

(1)按反应器类型分类:①固定床反应器,一般又可分为轴向固定床绝热反应器和径向固定床绝热反应器两种。②移动床反应器。

(2)按产物特点分类:①甲苯歧化。产物中二甲苯的3种异构体Px、Mx、Ox的分布接近热力学平衡组成。由于这种工艺所用的催化剂除具有甲苯歧化催化活性外,还往往其有较强的处理岛芳烃(岛A)的能力,所以常被称为烷基转移工艺。②甲苯选择歧化。产物中PX/Σx为80%以上,此时Px含量高于热力学平衡值。目前,这种工艺以甲苯(T)为原料。

4.1.1传统的甲苯歧化催化工艺

工业化的甲苯歧化工艺方法主要有加压I临氢歧化法、常压气相歧化法和低温液相法。主要的传统工艺有:xylene—Plus、Tatoray、L1DP和MTDP 4种。xylene—Plus工艺?为常压气相不临氢反应,采用移动床反应器,使所采用的稀土Y型沸石催化剂能够连续移动循环再生。xylene—Plus法自发明以来发展缓慢,有逐步被淘汰之势。

Tatoray工艺为加压气相临氢反应,采用气固相绝热式固定床反应器,丝光沸石催化剂,运用于歧化和烷基转移。投资比Xylene—Plus 法高20%,但操作方便,运转费用低,催化荆积碳缓慢,再生周期长,转化率和选择性比较高,原料适应性强。30多年以来,该工艺发展迅速,催化剂不断更新换代,目前已成为应用最广泛的一种甲苯歧化工艺。

LTDP法工艺为低温加氢液相不临氢反应,采用固定床反应器,ZSM 一4催化剂。催化剂在液相中不易结焦,不需经常再生,具有活性高的特点。但该工艺允许原料中掺人

C A的量很少,又不具备选择歧化

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的能力,所以至今未见进一步应用的报道。

MTDP工艺为气相加压临氢反应,采用气固相绝热固定床反应器,ZSM一5沸石催化剂。由于ZSM-5沸石的孔径比Y和丝光沸石小,因而处理

C A能力差。最初的M皿P工艺只能以纯T为原料,改进后的催化剂能

9

加工少量

C A.比例仍较低。ZSM-5沸石孔径小,孔结构独特,催化剂

9

结焦较慢,MTDP法可在较低氢烃比下操作,催化剂操作周期有时可达到2 a。

4.1.2甲苯歧化新工艺

4.1.2.1 T2BX 工艺

Cosden 公司发明的T2Bx 甲苯歧化工艺,可以说是对Tatory 法的一种改进。该法采用气固相绝热固定床反应器,结构简单,操作方便,为加压I 临氢反应,以高硅铝比(>30)的丝光沸石为催化剂。原料为T 或T+9C A ,允许T 含水量高达2.5×410-,而一般工艺T 含水量要求低于l ×510-,氢气消耗也比其它工艺低50%.产生的重组分少5%—10%。

2.3.2.2 M1DP 一3工艺

Mob “公司于1989年实现工业化的生产X 和高纯度苯(B)的新一代MTDP-3甲苯歧化工艺[6],其工艺流程与Tatoray 工艺基本一致,采用改性后的ZSM 一5催化剂,具有空速高,氢烃比低,操作周期长等特点,且该工艺可处理20%的9C A ,克服了MTDP 工艺9C A 扭处理量低的缺点。

用于装置改造,可无需更换反应器和压缩机,即可增大处理量。在纯T 原料条件下,T 转化率为48%,反应产物的质量分数轻烃为1.3%,B 为19.8%,PX 为6.3%,MX 为12.8%,OX 为5.40%,9C A 为1.8%,

T 为52.0%。MTDP-3工艺所采用的改性zsM 一5催化剂仍然没有打破x 的热力学平衡限制。

4.1.2.3 MSTDP 工艺

MSlDP 工艺是一种甲苯选择歧化技术,由Mobil 公司开发的新工艺,1988年工业化。其工艺流程及设备与MTDP 法相似,关键是采用一种改性ZSM 一5沸石择型催化剂。以T 原料的转化率为30%,反应选择性地生成PX ,PX /Σx 达到82%~85%,超过热力学平衡值,使X 异构

化的操作负荷大为减小,PX分离的操作费用可减少40%~50%。UOP和埃克森美浮公司又开发出STDP技术,选择性甲苯歧化新工艺,比以前的选择歧化工艺对二甲苯选择性提高了10%,达到90%。4.1.2.4 PX—Plus工艺

UOP公司公布了一种新甲苯选择性歧化工艺PX—Plus。该工艺以T 为原料生产PX和B(苯)。中试研究表明,所选用的高对位选择性催化剂具有良好的稳定性。该工艺的T转化率为30%,轻烃副产物质量分数低于2%.PX/Σx接近90%。

4.1.3我国的甲苯歧化工艺

20世纪70年代我国引进国外甲苯歧化装置。围绕这些装置,上海石油化工研究院近年来开发出一种甲苯歧化与

C A烷基转移工艺是有

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竞争力的工艺,该工艺采用了反应温度低和稳定性好的高硅铝比丝光沸石催化剂HAT—095,最近又完成了HAT一096型丝光沸石催化剂工业试验。已在各种规模的装置上投人工业化应用,并进行了软件包的开发。

4.2 甲苯歧化催化工艺的探索

甲苯歧化反应是可逆等分子吸热反应。从工艺原理分析,温度升高会加速歧化反应速度,也有利于平衡向二甲苯方向移动。但是温度升高副反应会加剧。所以该反应必须选择催化剂提高选择性。多年来人们对该工艺研究的方向,始终围绕着两个方向研究,一是提高反应的选择性,在相同原料下,使产物生成更多的对二甲苯的研究。二是充分利用c。原料即在甲苯中混多少能获得转化率高、选择性大,产物中

二甲苯浓度最大的研究,已获得可喜的进展。

4.2.1提高工艺反应的选择性的研究

反应的选择性分为主反应的选择性和对二甲苯的选择性。如果以

纯甲苯为原料主反应是两分子甲苯生成一分子苯和一分子二甲苯,首

先提高生成二甲苯的选择性,同时要考虑生成对二甲苯的选择性

Mobil 公司1988年推出工业化的MslDP 技术。即甲苯选择歧化工

艺,和MTDP 技术工艺相比,仅仅是对zsM 一5沸石进行改性,可能与专利中描述的催化剂金属改性、磷改性、硅氧烷浸渍技术以及预结焦技术等相同。

MSTDP 甲苯选择歧化工艺,能够使产物PX /X 高达82%一85%,此时T 原料的转化率为30%。和甲苯烷基转移的MTDP 工艺不同的是,选种选择歧化催化虽然不能加工9C A ,但由于生成的产物中Px 含量高,

使后续的X 异构化以及PX 分离操作费用大幅降低,还是很有吸引力的。如果继续改进甲苯选择歧化催化剂,使T 转化率提高到40%以上的同时,PX 选择性能保持在90%以上,那么甲苯选择歧化工艺就能够全面同目前占主导地位的烷基转移工艺竞争。

20世纪90年代以来,有人研究了铀离子改性的Y 沸石上甲苯歧化

的活性和选择性”,铀离子( 22UO )促进了沸石表面B 酸的形成,因而有

利于甲苯歧化主反应的发生;还有人用氯硅烷对Y 沸石进行改性,大幅度提高了甲苯歧化选择性。达到了98%,但活性只有30%。

还可以采用Si 43)(OCH .CVD(化学气相沉积法)方法对HM 沸石进行改

性。将沸石的孔口尺寸调变到合适的程度,可提高HM 沸石催化剂的对

位选择性,达到多产PX的目的,而且改性后的HM沸石催化剂反应活性仍高于HZSM一5沸石,因为酸强度和酸密度均比HZSM一5沸石高,而且内孔道尺寸比HZSM-5太,有利于双分子歧化反应进行。相对于CVD法,化学液相沉积法(CLD)易于操作,也是一种较理想的精细调变沸石催化剂孔径的技术,它能在不改变沸石内表面性质前提下。有效地缩小沸石孔口尺寸,适宦于择形催化剂的改性。反应中的对位选择性属择形催化中的产物选择性类型,对位选择性的提高主要是由沸石孔径尺寸缩小而引起的。沸石孔口缩小后,产物中尺寸较小的PX分子将优先通过沸石孔向外扩散,而尺寸较大的0X和MX分子的扩散则受到一定的阻抑,它们在逸出孔道前有机会进一步异构化转变成PX分子。当沸石外表面中毒时,可防止向外扩散的PX产物分子在外表面酸性位上发生2次异构化反应,有利于保持已有的对位选择性;单纯采用外表面中毒的方法,并不能直接获得高对位选择性,因为沸石孔内异构化反应的选择性起决定作用。王辉等通过水蒸气处理制备了一系列改性ZSM-5甲苯歧化催化剂,在催化活性和选择性方面得到了比较好的结果。

5 硅改性对催化剂的影响

一次硅改性的Z.Si(1)催化剂,其产物中苯与二甲苯的物质的量之比小于z.0催化剂作用时的产物中的苯与二甲苯的比,而二次硅改性的Z.Si(2)催化剂的苯与二甲苯物质的量之比大于Z-O催化剂。如果只发生甲苯歧化反应,理论上应生成等物质的量的苯和二甲苯,但由于苯更易从分子筛中扩散出来,而且体系中还可能发生脱烷基与裂

解等副反应,通常会使苯与二甲苯的物质的量之比大于l。苯与二甲苯物质的量之比的大小同时受催化剂酸性与产物分子扩散性能的影响,其变化是酸性变化和孔径变化协同作用的结果。当分子筛外表面酸中心被覆盖以后,强酸中心数目减少,甲苯和二甲苯发生脱烷基副反应的几率减少:随着硅改性程度的提高,对分子筛孔口的修饰程度也相应加人,孔径进一步变小,使二甲苯产物的扩散受到限制,导致二甲苯在孔内发生脱烷基与裂解副反应的几率增加。因此,一次硅改性后苯与二甲苯的物质的量之比略有下降,二次硅改性后二甲苯在孔内发生脱烷基反应的几率进一步增加,苯与二甲苯物质的量之比提高。

催化剂具有高Px选择性的必要条件之一是PX与0X和MX的扩散速率相差足够大。芳烃分子在a,b和c三个互相垂直方向上的动力学直径当中,比为芳烃分子的最大动力学直径,在理想的扩散情况下,比与分了筛孔道延伸方向平行。对于甲苯和二甲苯,

d为甲基的动力学直

c

径,均为0.28 nm。在整个扩散过程中,动力学直径比起着重要的作用。甲苯、PX、MX和OX的动力学直径以分别为0.53,O.53,0.61和0.66 nm,甲苯动力学直径和PX相当,明显小于MX和Ox动力学直径,因此选取甲苯和MX表征其在Z.O,Z.Si(1)和Z.Si(2)三个样品上的扩散性能,硅改性对甲苯和MX扩散的影响不同。改性前后,甲苯很快达到吸附平衡,在未改性的Z.O催化剂上,甲苯的饱和吸附量比MX 约高15%,相差不大,MX扩散速率较低,达到饱和吸附的时间较长:经一次硅改性后,甲苯的扩散阻力增加,饱和吸附量下降了约20%,

而M×的扩散速率大幅度下降,吸附量随时间线性增加,饱和吸附量减少了约84%,表明其扩散受到较大抑制;硅改性两次后,甲苯的饱和吸附量下降幅度减小,MX的扩散性能与一次改性无较大差异。两次硅改性以后催化剂活性的下降主要归因于孔口酸性位的减少和甲苯扩散阻力的增加。

以聚硅氧烷为改性剂对HZSM-5分子筛制备的甲苯择形歧化催化剂进行改性,随着改性次数的增加,催化剂的活性降低、PX选择性升高,产物中苯和对二甲苯物质的量之比先下降后上升,二氧化硅沉积量增加,催化剂的微孔体积基本不变,介孔体积下降。一次改性沉积的二氧化硅主要覆盖催化剂外表面和介孔孔道,二次改性主要起修饰微孔孔口作用。硅改性后,分子筛结构未发生明显变化,但非骨架铝含量增加,一次硅改性以后,甲苯饱和吸附量下降约20%,MX饱和吸附量降低约84%。

6 分析与讨论

甲苯歧化工艺是利用甲苯或综合利用甲苯和岛芳烃生产苯和=甲苯的最有效途径。目前,有明显区别并存在相互竞争的工艺是T且toray、xylene—Plu8和MSTDP 3种方法。xylene—Plus法最早实现工业化,但因采用移动床反应器,设备复杂,操作繁琐,设备和催化剂磨耗大,特别是转化率比其他方法低约10%一18%,选性低5%~1O%,30多年来盂重大技术改进已基本失去竞争力,正面I瞄被淘汰的局面。

Tatoray法由于设备简单、操作方便。催化剂不断更新换代,催

化剂允许高空速,具有高转化率,高选择性以及运转周期长,寿命长等特点。更重要的是可以添加c9芳烃原料生产更多的二甲苯,许多国家都希望综合利用甲苯和岛芳烃,因而Thorw法已经并将继续受到重视。目前,Tatomy法催化剂仍在不断改进之中,除丝光沸石外,还考虑了象0沸石等催化新材料。改进的目标主要有:进一步提高转化率,使之更接近平衡转化率(约58%);提高转化率的同时,保持高的选择性,目前用甲苯和c9芳烃为原料时,提高转化率则选择性就要降低,如果能保持高选择性则将更具有竞争力;提高催化剂对原料中水分、茚毒物等抵抗能力;使催化剂具有c.o芳烃的加工能力,拓宽烷基转移反应原料的来源。MsrⅢP法是目前唯一工业化的甲苯选择歧化工艺,由于选择性生成对二甲苯,减轻下游二甲苯异构化的负荷和分离过程的操作费用,因而引起人们的重视,在不需要考虑消耗q芳烃的场台很有竞争力,然而目前大多数公司均希望综合利用c9芳烃和甲苯,而MSTDP法不能添加c日芳烃原料。限制了它的应用。提高M姗P 法竞争力的关键主要有以下两点:(1)提高转化率,从目前的30%提高到45%以上,即达到目前TaIorav法的水平。(2)进一步提高对二甲苯的选择性,在转化率提高的同时,进一步将对二甲苯选择性从目前的82%提高到90%以上。由上述分析可知,如果新型甲苯选择性歧化催化剂能够研发成功,达到高活性和高选择性的要求,MsTDP法就能和TatoⅧ口法竞争,但由于该工艺不可能使用c9芳烃,故它不能在任何场合都取代Tmomy法,未来将是两种工艺竞争并存的局面。

通过硅改性可以达到修饰分子筛的酸性和孔口大小的目的,从而

使甲苯歧化反应的产物中对二甲苯的产率明显提高;不同的改性剂改性的催化剂的甲苯歧化性能不同,随着改性剂的相对分子质量的增大,催化剂依次改性,甲苯的转化率逐渐增大,而对甲苯的选择性出现先增大后减少的趋势;随着改性次数的增加,对二甲苯选择性明显提高。经过多次改性后改性分子更全面有效地覆盖催化剂表面的酸性,使扩散出孔道的对二甲苯不能够异构化为邻二甲苯或间二甲苯,从而提高对二甲苯的选择性;混合改性剂的效果明显好于单种改性剂的改性效果。

参考文献

【1】玉净,牛晓旭.芳烃生产技术综述.化工科技,2000,8(4):70—75

【2】观亮.提高对二甲苯产量的有益途径.炼油设计,2000,30(12):6—11

【3】谭国林.我国精对苯二甲酸市场分析.合成纤维工业,2000,23(5):27~30

【4】朱志荣,谢存库,陈从龄,等.ql苯择形合成对二二l}J苯催化剂的研究与应用【J】石油学报. 2006,22(增刊):45-43.

1:深波SD.ol甲苯扦形歧化催化荆的上业麻用【J】天津化工.2006,20(6}:34·37.

【5】周立雪,甲苯歧化催化剂的研究化学纵横2003,17,2

张秀斌,柳云骐,刘晨光甲苯选择性歧化制取对二甲苯催化剂的制备与性能工业催化2006年第14卷增刊

【6】徐青,乐英红,高滋.化学液相沉积与沸石择形催化性能[J].催化学报,1998,19(4):349—353.

【7】乐英红,唐颐,高滋.化学液相沉积精细调变沸石孔径[J].石油学报(石油加工),1997,13(1):30-35.

【8】张秀斌,柳云骐,刘春英,等.甲苯在硅沉积结合水热改性ZSM-5分子筛上的选择性歧化[J].工业催化,2005.13(8):35—39.

歧化反应系统

一.歧化与烷基转移反应的目 利用甲苯和碳九芳烃进行歧化和烷基转移反应,生成有市场利用价值的产品苯和混合二甲苯,从而有效的避免了甲苯和碳九芳烃作为低值的副产品调入汽油或燃料油系统,提高了甲苯和碳九芳烃的有效利用率。 二. 惠州歧化-烷基转移单元简介 歧化单元采用Exxon Mobil 的Transplus 技术将在EM-1000催化剂作用下甲苯、C9及部分C10芳烃转化为二甲苯(接近平衡率)和苯的平衡混合物,同时产生少量的C 5-气体和C 10+芳烃; C9/C10芳烃分离塔处理来自二甲苯分馏部分的物料,分离出C9/C10馏份作为歧化反应进料。 ● 物料组成 现阶段进料组成C7-芳烃自芳烃抽提部分110 t/h ,C9+芳烃自二甲苯分馏部分125 t/h ,甲苯自吸附分离部分1t/h 。 ● 歧化与烷基转移反应的化学反应方程式 主化学反应 1)歧化反应 CH 3 2 + CH 3 CH 3 2)烷基转移反应 + 2CH 3 CH3 (CH3)2 CH3 CH3 副反应

1)歧化反应 CH3 CH3 CH3CH3 CH3CH3 ( ) 22 + ( ) 3 2)加氢脱烷基反应 CH 4 +H 2 + CH3 C H 25 ++ C H 6 22 H C H + +C H 7 338 2 H 26 C H + +5 2C H CH 3 CH 3 2 H 3)(CH 3 CH 3+ + C H 2CH 3CH 3 ()4 H 2 CH 3 CH 3 + H 2 + 73C H C H 38 3)环损失反应应 芳烃 + H2 → 饱和烃

苯-甲苯精馏塔课程设计报告书

课程设计任务书 一、课题名称 苯——甲苯混合体系分离过程设计 二、课题条件(原始数据) 1、设计方案的选定 原料:苯、甲苯 年处理量:108000t 原料组成(甲苯的质量分率):0.5 塔顶产品组成:%99>D x 塔底产品组成:%2

设计容 摘要:精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作,在化工﹑炼油﹑石油化工等工业中得到广泛的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下,确定设计方案,设计容包括精馏塔工艺设计计算,塔辅助设备设计计算,精馏工艺过程流程图,精馏塔设备结构图,设计说明书。关键词:板式塔;苯--甲苯;工艺计算;结构图 一、简介 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔气液接触部件的结构型式,可分为板式塔和填料塔。板式塔设置一定数目的塔板,气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递,气液相组成呈阶梯变化,属逐级接触逆流操作过程。填料塔装有一定高度的填料层,液体自塔顶沿填料表面下流,气体逆流向上(也有并流向下者)与液相接触进行质热传递,气液相组成沿塔高连续变化,属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要:(1)生产能力大;(2)传热、传质效率高;(3)气流的摩擦阻力小;(4)操作稳定,适应性强,操作弹性大;(5)结构简单,材料耗用量少;(6)制造安装容易,操作维修方便。此外,还要求不易堵塞、耐腐蚀等。 板式塔大致可分为两类:(1)有降液管的塔板,如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板;(2)无降液管的塔板,如穿流式筛板(栅板)、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板,如浮阀、筛板、泡罩塔板等。 苯的沸点为80.1℃,熔点为5.5℃,在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体,易挥发。苯比水密度低,密度为0.88g/ml,但其分子质量比水重。苯难溶于水,1升水中最多溶解1.7g苯;但苯是一种良好的有机溶剂,溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。 甲苯是最简单,最重要的芳烃化合物之一。在空气中,甲苯只能不完全燃烧,火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃,沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味(与苯的气味类似),在常温常压下是一种无色透明,清澈如水的液体,密度为0.866克/厘米3,对光有很强的折射作用(折射率:1,4961)。甲苯

PX工艺流程的选择

为某一大型综合化工企业设计一座采用清洁生产工 艺制取对二甲苯(PX)的分厂 1 对二甲苯的主要生产工艺 对二甲苯(PX)是石化工业的基本有机原料之一,主要用于生产对苯二甲酸(PTA)及对苯二甲酸二甲酯(DMT),分别占PX消费量的80%和12%左右,这两 种单体又是生产聚酯纤维和聚酯塑料的原料。此外,对二甲苯在医药、香料、油墨、农药、染料以及溶剂等领域也有着极其广泛的用途。近年来,尤其随着聚酯纤维的迅速发展,对二甲苯的需求量也同益增长,我国呈现出对二甲苯供不应求、价位居高不下的局面。在各种来源的芳烃原料中,都含有一定量的甲苯,通过石油馏分催化重整和蒸汽裂解生产的芳烃,及煤液化或煤气化法制得的芳烃中,都可以得到大量的甲苯。在苯、甲苯、二甲苯中甲苯来源最为充足,但其工业用途远不如苯和二甲苯,故造成甲苯相对过剩。占芳烃总量40%的甲苯还未得到充分利用,大部分用作溶剂和汽油调和剂,但由于近年来世界各国对环保的重视,其用量已日趋减少。因此,将甲苯最大限度的转化为市场需求的高附加值的对二甲苯成为石油化工的一个重要研究方向。 1.1由石油制备 原油首先被蒸馏切割成许多有不同沸程的馏分,对于甲苯和二甲苯的生产最重要的馏分一般称为“直馏轻质石脑油",并包括比戊烷重直至终沸点在105℃至170℃之间变化的所有原油组分,该馏分是传统的用作生产石油轻芳烃的原料。由石脑油生产二甲苯的过程是,首先生产石油芳烃BTX(苯、甲苯、二甲苯)馏分,然后经过芳烃转化将其他轻芳烃转换成二甲苯,然后从二甲苯中分离出对二甲苯。 1.1.1BTX的制取 将石脑油转化成粗BTX有两种方法,即催化重整和催化裂化。得到的粗BTX 是芳烃和非芳烃的混合物,经过液一液萃取法、萃取蒸馏、共沸蒸馏、选择性吸附、结晶分离和络合分离等方法得到各种纯的芳烃。催化重整就是把石脑油中的环烷烃转化成芳烃和把烷烃转化成芳烃或燃料气。1940年发展了催化重整以来,该法有了极大的发展。这是因为1949年美国UOP公司发明了活性高稳定性好的铂催化剂,提高了芳烃转化率,加长了开车周期,使该法成为制取高辛烷值汽油和芳烃的主要炼油工艺。八十年代初期用该法提供的BTX占世界芳烃总量的65%。重整方法有:铂重整、铼重整、麦格纳重整、强化重整、法国石油研究院催化重整、超重整等。 1.1.2芳烃转化 将需求量相对较少的甲苯和C9芳烃转换为二甲苯,可采用甲苯歧化烷基转 移工艺、二甲苯异构化工艺以及甲苯.甲醇烷基化工艺等。 (1)甲苯歧化与烷基转移 甲苯歧化与烷基转移工艺实质上是指芳烃之间相互转化的一种技术,

1苯-甲苯工艺设计

引言 1.1 塔设备的分类 塔设备是能够实现蒸馏的气液传质设备,广泛应用于化工、石油化工、石油等工业中,其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板,气体以鼓泡或喷射的方式穿过板上的液层,进行传质于传热。在正常操作下,气相为分散相,液相为连续相,气相组成呈阶梯变化,属于逐级接触逆流操作过程。 填料塔内装有一定高度的填料层,液体自塔顶沿填料表面下流,气体逆流向上(有时也采用并流向下)流动,气体两相密切接触进行传热与传质。在正常操作过程中,气相为连续相,液相为分散相,气相组成呈连续变化,属于微分接触逆流操作过程。 1.2 塔设备在化工生产中的作用和地位 精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度。即在同一温度下,各组分的饱和蒸汽压不同这一性质,使液相中的轻组分转移到汽相中,汽相中的重组分转移到液相中,从而达到分离的目的。因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。在化工生产中,塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等各个方面,都有非常重大的影响。 1.3 设计条件 进料量每小时160千摩尔,原料中含苯55%(摩尔分率),以沸点状态送入塔内。要求塔顶馏出物含苯96%(摩尔分率),塔釜残液中含苯不大于4%,操作回流比取最小回流比的2.5倍。 1.4 问题研究 本设计是针对苯—甲苯的分离而专门设计的塔设备。根据设计条件以及给出的数据描述出塔温度的分布,求得最小回流比以及塔顶的相对挥发度、塔釜的相对挥发度、全塔平均相对挥发度,又根据物料平衡公式分别计算出精馏段和提馏段的汽、液两相的流量。之后,计算塔板数、塔径等。根据这些计算结果进行了塔板结构的设计等。计算和设计这些之后进行了有关的力学性能计算和一系列的校核。 2.板式塔的设计 2.1 工业生产对塔板的要求: ①通过能力要大,即单位塔截面能处理的气液流量大。 ②塔板效率要高。

甲苯歧化制二甲苯作业

甲苯歧化制二甲苯 摘要:对二甲苯是聚酯的原料,也是重要的化工原料,工业上可采用甲苯歧化法制备二甲苯。本文通过阅读资料主要介绍了甲苯、二甲苯、二甲苯制备方法、制备二甲苯所使用的催化剂以及催化剂的改良。Abstract:Paraxylene is polyester raw materials, is also the important chemical raw materials, can be used on industrial toluene disproportionation of of xylene. In this article, through reading mainly introduced the toluene, xylene, preparation method, preparation used by dimethylbenzene xylene modified catalysts and catalyst. 1 甲苯 1.1甲苯的性质 甲苯、无色澄清液体。有苯样气味。有强折光性。能与乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶,极微溶于水。相对密度0.866。凝固点-95℃。沸点110.6℃。折光率1.4967。闪点(闭杯)4.4℃。易燃。蒸气能与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限1.2%~7.0%(体积)。低毒,半数致死量(大鼠,经口)5000mg/kg。高浓度气体有麻醉性。有刺激性。化学性质活泼,与苯相像。可进行氧化、磺化、硝化和歧化反应,以及侧链氯化反应。甲苯能被氧化成苯甲酸。 甲苯在催化剂(一般采用硅铝催化剂)作用下,使一个甲苯分子中的甲基转移到另一个甲苯分子上而生成一个苯分子和一个二甲苯分子,这种反应称作歧化反应。

甲苯介绍

一、健康危害 侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。 健康危害:对皮肤、粘膜有刺激性,对中枢神经系统有麻醉作用。急性中毒:短时间内吸入较高浓度本品可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽部充血、头晕、头痛、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、步态蹒跚、意识模糊。重症者可有躁动、抽搐、昏迷。 慢性中毒:长期接触可发生神经衰弱综合征,肝肿大,女工月经异常等。皮肤干燥、皲裂、皮炎。 二、毒理学资料及环境行为 甲苯是制炸药的原料之一毒性: 属低毒类。 急性毒性:LD505000mg/kg(大鼠经口);LC5012124mg/kg(兔经皮);人吸入71.4g/m3,短时致死;人吸入3g/m3×1~8小时,急性中毒;人吸入0.2~0.3g/m3×8小时,中毒症状出现。 刺激性:人经眼:300ppm,引起刺激。家兔经皮:500mg,中度刺激。

亚急性和慢性毒性:大鼠、豚鼠吸入390mg/m3,8小时/天,90~127天,引起造血系统和实质性脏器改变。 致突变性:微核试验:小鼠经口200mg/kg。细胞遗传学分析:大鼠吸入5400μg/m3,16周(间歇)。 生殖毒性:大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0):1.5g/m3,24小时(孕1~18天用药),致胚胎毒性和肌肉发育异常。小鼠吸入最低中毒浓度(TCL0):500mg/m3,24小时(孕6~13天用药),致胚胎毒性。 代谢和降解:吸收在体内的甲苯,80%在NADP(转酶II)的存在下,被氧化为苯甲醇,再在NAD(转酶I)的存在下氧化为苯甲醛,再经氧化成苯甲酸。然后在转酶A及三磷酸腺苷存在下与甘氨酸结合成马尿酸。所以人体吸收和甲苯16%-20%由呼吸道以原形呼出,80%以马尿酸形式经肾脏而被排出体外,所以人体接触甲苯后,2小时后尿中马尿酸迅速升高,以后止升变慢,脱离接触后16-24小时恢复正常。一小部分苯甲酸与葡萄醛酸结合生成无毒物。甲苯代谢为邻甲苯酚的量不到1%。在环境中,甲苯在强氧化剂作用或催化剂存在条件中与空气作用,都被氧化为苯甲酸或直接分解成二氧化碳和水。

粗苯加工工艺流程图

第一节粗苯精制苯基本原理 精苯车间加工的原料是外购粗苯和轻苯。其主要组分是苯及同系物、苯、甲苯、二甲苯等占80%—95%,此外还有脂肪烃、环烷烃、不饱合化合物以及少量硫化物、吡啶碱类、酸类如洗油的低沸点馏份。 粗苯的各种主要组份皆在180℃前馏出。 由于粗苯、轻苯是一种比较复杂的混合物,故其本身用途不大、但经加工以后所得的多和纯产品的却是重要的化工原料,具有很高的经济价值。粗苯精制的目的在于获得尽可能多的苯族纯产品,同时对其它组份尽可能加以综合得用。 (一)硫酸洗涤净化法基本原理 粗苯中含有5—12%的不饱合化合物及其它杂质,并主要分布在14℃以后和79℃以前馏出物中。 粗苯经两苯塔是除去140℃以后重苯中的不饱合化合物,以获得轻苯和重苯两种产品。 轻苯初馏的目的是切除79℃以前不饱合化合物及二硫化碳。所得混合馏份还含有与苯族产品沸点相接近不饱合化合物及硫化物杂质,可以采用化学方法加以净化。 1、经常使用的是硫酸洗涤净化法,其主要化学方法如下: (1)不饱合化合物的聚合反应 不饱合化合物在硫酸作用下很容易发生聚合反应,低沸点化合物易生成粘度大,不溶于混合份及硫酸的极深度的聚合物。引起化合物的夹带损失。所以必须先经过初馏除去低沸点不饱合化合物。高沸点不饱合化合物聚合程度较差,一般只生成可溶混合份的二聚物,三聚物。 (2)加成反应 硫酸各不饱合化合物还能生成酸式脂和中式脂,前者溶于硫酸中,后者溶于混合份中。低沸点不饱合化合物与硫酸生成中性脂,在吹苯中,中性脂加热分解,放出腐蚀设备的酸性物质,故初馏时尽可能地把低沸点物质清除。 (3)清除噻吩反应 噻吩在浓硫酸的催化作用下能和高沸点不饱合化合物共聚生成溶于混合物的共聚物,反应迅速完全,噻吩还能直接溶于硫酸中,但溶解速度很慢。 (4)苯族烃和不和化合物共聚反应 苯族烃在浓酸的催化作用下和不饱合化合物发生共聚反应生成能溶解于混合物的共聚物。(5)苯族烃的磺化反应 苯族烃与浓硫酸作用能发生磺化反应而造成苯族烃的损失。 2、影响硫酸洗涤的方要因素 (1)反应温度 最适宜的反应温度为35—45℃,温度过低反应缓慢而达不到净化要求,温度过高苯族烃磺化反应以及不饱合化合物的共聚反应加剧,因而使苯族烃损失增加。 (2)硫酸浓度 硫酸浓度过低达不到净化要求,浓度过高磺化反应加剧,苯族烃损失增加,因此先择较适宜的硫酸浓度为93—95%。 (3)硫酸和混合份的比例 在保证洗涤质量要求的前提下,酸油比例愈小愈好。不仅降低酸耗,而且可以减轻苯族烃的磺化反应。 (4)反应时间 酸洗净化反应所需时间与反应温度、硫酸浓度、酸油化、搅拌合程度等因素有关。一般反应时间为十分左右,时间过短,反应效果差,势必增加酸耗,时间过长,磺化反应加剧,苯族烃损失增加,所以反应器必须立即加水,使浓硫酸反应终止。

苯甲苯

应化2006-2 太井超课程设计- 1 - - 1 -化学工程学院应化2006-2 太井超化工原理课程设计化工原理课程设计苯―甲苯双组分连续精馏筛板塔的设计学院、系:化学工程学院 专业班级:应用化学06级2班 学生姓名:太井超(120063301005) 指导教师:张泉泓赵振宁 成绩: 2009年6月2日应化2006-2 太井超课程设计- 2 - - 2 -化学工程学院应化2006-2 太 井超化工原理课程设计

目录 序言 (3) 第一部分工艺设计 物料衡算 (4) 塔顶温度、塔底温度及R min (4) 确定最佳操作回流比及塔板层数 (7) 第二部分结构设计 塔顶实际气液相体积流量 (18) 塔板间距H T 的选择 (19) 确定液泛的动能参数 (19) 计算液泛速度U F (U max ) (19) 空塔气速U G (19) 确定溢流方式 (19) 根据V G 求D (20) 计算圆整后实际气速 (20) 确定溢流堰高度h w 及堰上液层高度h ow (20) 板面筛孔位置设计 (21) 水力学性能参数的计算、校核 (21) 负荷性能图及操作性能评定 (25) 筛板塔工艺设计计算结果总表 (27) 第三部分结束语 结束语………………………………………………………………… 28 应化2006-2 太 井超课程设计- 3 -

序言 - 3 -化学工程学院应化2006-2 太井超化工原理课程设计应化2006-2 太井超课程设计- 4 -

苯—甲苯双组分连续精馏筛板塔的设计 第一部分工艺设计 一、物料衡算 原料苯(78/Mkgkmol=)甲苯(92/Mkgkmol=) 馏出液中低沸点组分的含量不低于0.97(质量分率) 进料组成0.6780.63890.60.47892F x==+ 流出液组成0.97780.97440.970.037892D x==+ 14000/Fkgh= 将F换成/kmolh 平均摩尔质量0.6389780.36119283.055/Mkgkmol=×+×= 14000/168.563/83.055/kghFkmolhkgkmol== 回收率0.98DAF DxFxη== 0.97440.98168.5630.6389D×=× 流出液的流量0.98168.5630.6389108.314/0.9744Dk××== 釜底流量168.563108.31460.249/WFDkmolh=?=?= 易挥发组分(苯)物料衡算 FD FxDxWx=+ 釜底组成 168.5630.6389108.3140.974460.2490.03575FDw FxDxxW?×?×=== 二、塔顶温度、塔底温度及min R 1、确定操作压力 760PmmHg=顶 - 4 -化学工程学院应化2006-2 太井超化工原理课程设计应化2006-2 太井超课程设计- 5 -

甲苯歧化催化剂的开发和工业应用

甲苯歧化催化剂的开发和工业应用 第八届石油化工催化会议论文集 甲苯歧化催化剂的开发和工业应用 程文才曹德安孔德盘杨德琴 (中国石化上海石化研究院,上海201208) 1概况甲苯歧化与烷基转移工艺1968年首次实现工业化,目的是把甲苯或甲苯与c扭 (碳九 芳烃)转化为苯和二甲苯。据报道,至1991年底全世界已投产、在建和设计中的歧化装置为28套,199',年46套(2000年已达50多套。1973年我国开始引进

歧化装置(至今共引进了11套,10套为美国UOP和日本东丽公司的Tatoray技术,固定床反应器(丝光沸 催化剂:1套为ARCO的Xylene-Plus技术,移动床反应器、稀土y-沸石催化剂。加上石 采用 上海石油化,【:研究院技术的两套(其中l套在设计中),我国共有13套(未含台湾地区2套)歧化装置。1套引进的移动床装置,和l套最早引进的固定床装置1996年已关闭。实际上我国目前有10套歧化装置在运转,一套在设计中(均用固定床反应器,处理能力共约540 万吨庳(含循环料,一F同),丝光沸石催化剂一次装填量共约500吨。 上海石化研究院1972年开始甲苯歧化催化剂研究(1974年起先后承担了燃化部、化工部、干i油化I:部、中国石化集团公司下达的石油化工引进装置配套催化剂A、B、C、D甲苯 歧化催化剂研制工作,其中配套C、D研究项目曾分别列为国家“六五”、“九五”攻关项目(至今先后开发并工业应用成功了ZA-3、ZA-90、ZA-92、ZA-94、HAT-095、HAT-096两个 列6个牌号的高硅丝光沸石甲苯歧化催化剂,ZA-3、ZA-90技术指标达到当时国外同类催系 剂先进水平,ZA(92、ZA-94达到Igl前国际先进水平,HAT-095、HAT-096属目前国际领化 先(。 2研究与开发困定床甲苯歧化催化剂以丝光沸石为基础,丝光沸石的合成和改性技术是关键 1972 技术。

环境风险二甲苯

前言 重庆九龙皮件厂是重庆市大渡口区摩托车配件生产的重要企业,已在重庆市大渡口区八桥镇互助工业园区互助二村内租赁现有库房(建筑面积为1410m2),从事摩托车缸头铝件的喷涂加工。地理位置见图1。该企业于2004年3月以喷涂加工内容补办了环境影响评价手续,并通过了大渡口区环境保护局的项目审批和竣工验收。由于重庆九龙皮件厂在喷涂生产过程中使用了以二甲苯为主的有毒有害稀料,因此按国家环境保护总局环发[2005]152文《关于加强环境影响评价管理防范环境风险的通知》和重庆市大渡口区环境保护局渡环发[2006]7号《关于加强建设项目管理补办环境风险评价的补充通知》的要求,该厂应补作该项目环境风险影响评价。2006年1月18日,重庆九龙皮件厂正式委托我公司作该项目环境风险影响评价。我公司环境评价人员在原生产规模及生产工艺不变的前提下,编制完成了《重庆九龙皮件厂喷涂加工项目环境风险影响评价报告》,报原环境影响评价文件审批部门—大渡口区环境保护局审核。

1、总论 1.1编制依据 (1)《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月26日); (2)《中华人民共和国环境影响评价法》(2003年9月1日); (3)《中华人民共和国大气污染防治法》(2000年4月29日); (4)《中华人民共和国水污染防治法》(1996年5月15日); (5)《中华人民共和国固体废物污染环境防治法(修订)》(2004年12月29日);(6)《中华人民共和国噪声污染防治法》(1996年10月29日); (7)《中华人民共和国水土保持法》(1991年6月29日); (8)《中华人民共和国清洁生产促进法》(2003年1月1日); (9)中华人民共和国国务院令第253号《建设项目环境保护管理条例》(1998年11月29日); (10)国家环境保护总局发布的《建设项目环境保护分类管理目录》(2002年10月13日); (11)国务院国发[2000]38号《全国生态环境保护纲要》(2000年11月26日);(12)《国家环境保护“十五”计划》(2001年12月30日); (13)《中华人民共和国城市规划法》(1989年12月26日); (14)《重庆市主城“蓝天行动”实施方案(2005—2010年)》; (15)重庆市人民政府令第188号《重庆市主城尘污染防治办法》; (16)国家环境保护总局环发[2005]152文《关于加强环境影响评价管理防范环境风险的通知》。 (1)国家环保局颁发的《环境影响评价技术导则》(HJ/T2.1~2.3-93 、HJ/T2.4-1995); (2)国家环保局颁发的《环境影响评价技术导则-非污染生态影响》(HJ/T19-1997); (3)国家环保局颁发的《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T169-2004)。(1)重庆市大渡口区环境保护局渡环发[2006]5号《关于加强建设项目管

苯、甲苯安全生产要点正式样本

文件编号:TP-AR-L1435 There Are Certain Management Mechanisms And Methods In The Management Of Organizations, And The Provisions Are Binding On The Personnel Within The Jurisdiction, Which Should Be Observed By Each Party. (示范文本) 编制:_______________ 审核:_______________ 单位:_______________ 苯、甲苯安全生产要点 正式样本

苯、甲苯安全生产要点正式样本 使用注意:该操作规程资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的管理机制和管理原则、管理方法以及管理机构设置的规范,条款对管辖范围内人员具有约束力需各自遵守。材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。 1工艺简述 苯、甲苯是重要的基本有机原料。采用环丁砜抽提法制苯、甲苯(联产品)的生产工艺是以重整液为原料,环丁砜作溶剂,用抽提和提馏相结合的方法除去其中的非芳烃后,将苯、甲苯抽提出来,以达到分离芳烃的目的。其工艺过程主要由抽提、提馏、白土处理和分离工序组成。 抽提工艺是将含碳六、碳七芳烃组分的重整液,从抽提塔下部入塔,与自上而下的环丁砜溶剂在塔内逆流接触,非芳烃在塔顶导出,塔底富溶剂送至提馏塔上部,含有非芳烃和苯的塔顶蒸汽冷凝和冷却后送

至水汽提塔,除去溶剂中的水分去抽提塔。塔底富溶剂则送至溶剂回收塔蒸出碳六、碳七,再通过白土塔除去其中的微量烯烃,然后经苯塔分离出高纯度的苯和甲苯。 本装置生产中所接触的物料苯、甲苯和非芳烃碳五等均为易燃、易爆、有毒物质。 2重点部位 2.1抽提塔系用环丁砜作萃取溶剂萃取苯、甲苯的设备,是本装置生产的关键部位。该塔操作比较复杂,工艺参数控制要求严格。操作失误及维护保养不当造会成事故,环丁砜冰点较高(27.4— 27.8℃),非常容易冻结管线,特别是仪表管线的堵塞,可造成生产控制紊乱。 2.2苯塔是本装置的成品塔。苯和甲苯都极易燃、易爆,且毒性大,苯的冰点又高(5.4℃),容

二甲苯及混和二甲苯的生产工艺、性能、用途和产业链

3.4二甲苯及混合二甲苯 1 3.4.1二甲苯及混和二甲苯的生产工艺、性能与用途 (3) 3.4.1.1二甲苯及混和二甲苯生产工艺路线 (3) 3.4.1.2二甲苯及混和二甲苯各工艺路线的比较分析 (3) 3.4.1.3二甲苯及混和二甲苯的性能与用途 (3) 3.4.2二甲苯及混和二甲苯产品链结构及技术分析 (4) 3.4.2.1二甲苯及混和二甲苯下游产品链 (4) 3.4.2.2二甲苯及混和二甲苯产品链技术分析 (4)

3.4.1二甲苯及混和二甲苯的生产工艺、性能与用途 3.4.1.1二甲苯及混和二甲苯生产工艺路线 1. 二甲苯的来源及生产工艺路线 工业上二甲苯的来源有4种,即催化重整油、蒸汽裂解汽油、甲苯歧化和煤焦油,前一种来自石油,后一种来自煤。 这4者也是混二甲苯的来源。 1.1催化重整油、蒸汽裂解汽油和煤焦油中提取二甲苯及混合二甲苯 催化重整过程包括了加氢处理和催化重整两大部分,可以处理多种原料。经过催化重整过程,原料中的环烷烃转化成为芳烃,烷烃转化为芳烃或燃料气。裂解汽油是生产乙烯的副产品。典型的裂解汽油含有质量分数0.5到0.8的芳烃成份。由于裂解汽油中含有二烯烃等易聚合成胶状物的极活泼化合物,在裂解汽油进一步加工前必须先加氢处理。煤焦化的主要产品是焦炭,收率为65%到75%,同时放出25%到35%的煤焦气。煤焦气由煤气、焦油和水组成,其中焦油中含有甲苯和二甲苯。以前我国的芳烃原料中,焦油芳烃所占比例较高。 1.2芳烃联合装置生产二甲苯及混合二甲苯 典型的芳烃联合装置通常包括石脑油加氢、催化重整、裂解汽油加氢、芳烃抽提、芳烃分馏、歧化、异构化或吸附分离等装置。其中芳烃转化装置主要包括甲苯歧化制苯和二甲苯,或甲苯与C9芳烃歧化与烷基转移制苯和二甲苯,以及二

苯甲苯

化工原理与化工设备机械基础课程设计 课题名称:分离苯-甲苯混合液的浮阀式精馏塔工艺设计 专业:化学工程与工艺 姓名:胡晓雪 学号:040740226 指导老师:谭志斗老师、周红艳老师 设计日期:2010-06-14

摘要 精馏操作对塔设备的基本要求:精馏是气.液两相间的传质过程,所以作为气——液传质的塔设备,就必须使气,液两相得到最密切而又最充分的接触。浮阀塔广泛用于精馏,吸收和解吸等过程。其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀,气流从浮阀周边以稳定的速度水平进入塔板上液层进行两相接触,浮阀可根据气体流量的大小上下浮动,自行调节。 浮阀塔的主要有点是生产能力大,操作弹性较大,塔板效率高,气体压强降及液面落差较小,塔的造价低,塔板结构较简单。 关键词:精馏传质浮阀塔 Abstract: The operation of rectification on the equipment required is :rectification is the two of the quality gas –liquid of mass–transfer course, as gas –liquid the spread of the equipment, it must be made, the two are closest and most fully. The valve tower is widely used to absorbtion and desorption rectification, etc. Its main characteristic is on board the hole with a change of the valve stem from the surrounding a steady rate of the tower on the level of layer 2 in contact with valve in the size of the flow of gases The valves are of the tower is large in capacity, the operation, the greater efficiency and its pressure fall down and the level of smaller, low cost, the structure is simple. Key words:rectification mass–transfer valve tower

苯_甲苯精馏塔工艺的设计1

2012 届 题目苯—甲苯精馏塔设计专业 学生 学号 小组成员 指导教师 完成日期2012年3月28日

毕业论文(设计)任务书班级专业日期2012-3-28 1、论文(设计)题目:苯—甲苯精馏塔工艺设计 2、论文(设计)要求: (1)学生应在教师指导下按时完成所规定的容和工作量,最好是独立完成。(2)选题有一定的理论意义与实践价值,必须与所学专业相关。 (3)主题明确,思路清晰。 (4)文献工作扎实,能够较为全面地反映论文研究领域的成果及其最新进展。 (5)格式规,严格按系部制定的论文格式模板调整格式。 (6)所有学生必须在月日之前交论文初稿。 3、论文(设计)日期:任务下达日期2012-2-20 完成日期2012-3-28 4、指导教师签字:

毕业论文(设计)成绩评定 报告

毕业论文答辩及综合成绩

题目:苯-甲苯精馏塔设计 (一)设计题目 某化工厂拟采用一板式塔分离苯-甲苯混合液。已知:生产能力为年产9000吨99%的苯产品;进精馏塔的料液含苯70%(质量分数,下同),其余为甲苯;塔顶的苯含量至少为99%;残液中苯含量不高于0.2%;料液初始温度为30℃试根据工艺要求进行: 板式精馏塔的工艺设计; (二)操作条件 1.塔顶压力4kPa(表压) 2.进料热状态泡点进料 3.回流比 1.8倍最小回流比 4.单板压降≤0.7kPa。 (三)塔板类型 板式塔

(四)工作日 每年工作日为300天,每天24小时连续运行。 (五)主要物性数据 1.苯和甲苯体系可按理想液体混合物 2.安托万 InP i 0=Ai- i i C T B Antoine 公 表 苯和甲苯的基础物性数据 A B C 苯 6.898 1206.35 220.24 甲苯 6.953 1343.94 219.58 苯-甲苯精馏塔工艺设计 摘要:本设计任务为分离苯—甲苯混合物。对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔,其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。该物系属易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的1.8倍。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。通过对精馏塔进行设计和物料衡算等方面的计算,进一步加深了对化工原理、石油加工单元过程原理等的理解深度,开阔了视野,提高了计算、绘图、计算机的使用等方面的知识和能力,

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

苯-甲苯式精馏塔工艺设计

一序言 化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程(《物理化学》,《化工制图》等)所学知识,完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学,是理论联系实际的桥梁,在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过课程设计,要求更加熟悉工程设计的基本内容,掌握化工单元操作设计的主要程序及方法,锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力,问题分析能力,思考问题能力,计算能力等。 精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)最常用的一种单元操作,在化工,炼油,石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下(有时加质量剂),使气液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分的挥发度的不同,使易挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移,实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求,精馏操作可以是连续的或间歇的,有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计,即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯,采用连续操作方式,需设计一板式塔将其分离。 第二章设计任务书 一、设计题目 苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。 二、设计任务 (1)原料液中苯含量:质量分率:w F=35%(质量),其余为甲苯。 (2)塔顶产品中苯含量:w D=95%。 (3)釜底苯含量:w D=8.5%。 (4)生产能力:20000t/a,年工作日300天。

三、操作条件 (1)精馏塔顶压强:101.13kPa(常压) (2)进料热状态:泡点进料 (3)回流比:R=1.3Rmin (4)单板压降压:0.7kPa 四、设计内容及要求 (1)设计方案的确定及流程说明 (2)塔的工艺计算 (3)塔和塔板主要工艺尺寸的设计 塔高、塔径以及塔板结构尺寸的确定;塔板的流体力学验算;塔板的负荷性能图。 (4)编制设计结果概要或设计一览表 (5)辅助设备选型与计算 (6)绘制塔设备结构图:采用绘图纸徒手绘制 五、参考书目 [1]王志奎、刘丽英、刘伟化工原理(第四版)下册?北京:化学工业出版社,2012.7 [2]化工原理课程设计书

PX(对二甲苯)生产工艺

PX(对二甲苯)生产工艺 PX主要来自石油炼制过程的中间产品石脑油,经过催化重整或者乙烯裂解之后获得重整汽油、裂解汽油,再经过芳烃抽提工艺得到混合二甲苯,然后经吸附分离制取。目前国际上典型的PX生产工艺主要有美国UOP公司与法国IFP开发的生产工艺,国内中国石化在2011年也攻克了PX的全流程工艺难关,成了主要的PX技术专利商之一。这些工艺都已攻克了安全生产和环保关,能够保证PX在安全的环境中生产。运用这些先进技术,人类在PX的生产历史上,至今为止没有发生过一件对环境、居民造成严重危害的重特大污染事故。我国从上世纪70年代引进PX生产技术以来,生产PX已有30多年的历史,直到目前,国内13家PX企业没发生过任何生产事故及严重的污染事件。 1、关于PX 对二甲苯(PX)是一种重要的有机化工原料,主要用它可生产精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT),PTA或DMT再和乙二醇反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),即聚酯,进一步加工纺丝生产涤纶纤维和轮胎工业用聚酯帘布,PET树脂还可制成聚酯瓶、聚酯膜、塑料合金及其它工业元件等,除此之外,PX还用来做溶剂及生产医药、香料。 基本的行业产业链为:原油→石脑油→混二甲苯(MX)→对二甲苯(PX)→对苯二甲酸(PTA)→聚脂→纺织品等。

2、生产对二甲苯的原料 对二甲苯的原料主要是混二甲苯(MX),混二甲苯是由对二甲苯、邻二甲苯及间二甲苯组成,而混二甲苯过去主要来自于炼焦工业,现在主要来自石脑油的催化重整,或炼油的C6+重整生成油。其次,苯、甲苯等芳烃可以通过烷基化反应,歧化反应生成对二甲苯。 由于石油产业链上原料的限制,以煤炭为原料,通过煤制甲醇,甲醇制芳烃,芳烃分离提取对二甲苯,煤炭或者甲醇也将成为生产对二甲苯的原始原料之一。 3、石化工业生产对二甲苯的主要工艺路线 重整油和裂解加氢汽油中抽提一直以来是生产PX的主要工艺路线,由于PX需求量日益增长,用此工艺来生产PX已远不能满足需求。当前芳烃联合装置的目的是增加二甲苯的产率,同时减少苯的产率。受热力学平衡的限制,通常在二甲苯混合物中间二甲苯(MP)含量较高,而工业上需求量较大的对二甲苯(PX)含量却较低。所以工业上常常通过甲苯歧化和烷基转移工艺、C8芳烃异构化工艺以及甲苯选择性歧化工艺来增产对二甲苯。 1、芳烃抽提 芳烃抽提aromatics extraction也称芳烃萃取,用萃取剂从烃类混合物中分离芳的液液萃取过程。主要用于从催化重整和烃类裂解汽中回收轻质芳烃(苯、甲苯、各种二甲苯),有时也用从催化裂化柴油回收萘,抽出芳烃以后的非芳烃剩余称抽余油。芳香烃简称“芳烃”,

甲苯加氢

4.2.1 芳烃的脱烷基化 烷基芳烃分子中与苯环直接相连的烷基,在一定的条件下可以被脱去,此类反应称为芳烃的脱烷基化。工业上主要应用于甲苯脱甲基制苯、甲基萘脱甲基制萘。 4.2.1.1 脱烷基反应的化学过程——以甲苯加氢脱烷基制 (1)主副反应和热力学分析 主反应在热力学上有利。温度不太高,氢分压较高时,可进行得比较完全环烷烃加氢裂解成甲烷为不可逆反应,较高反应温度,较低烃分压下可被抑制温度过高,氢分压过低有利于甲烷生碳及芳烃脱氢缩合副反应难以从热力学上加以抑制热力学分析结论从动力学上来控制副反应的反应速度,尽量少发生。 反应温度不宜太高也不宜太低氢分压和氢气对甲苯的摩尔比也要适宜(2)催化剂氧化铬-氧化铝 氧化钼-氧化铝氧化铬-氧化钼-氧化铝加入少量的碱和碱土金属作为助催化剂,抑制芳烃裂解生成甲烷副反应加入水蒸气,防止缩合产物和焦生成 4.2.1.2 脱烷基化方法 (1)烷基芳烃的催化脱烷基在催化裂化的条件下可以发生脱烷基反应生成苯和烯烃,是强吸热反应。

烷基愈大愈容易脱去:叔丁基〉异丙基〉乙基> 甲基bsp; 不适用于甲苯脱甲基制苯(2)烷基芳烃催化氧化脱烷基以甲苯为例,选择性70% 氧化催化剂如铀酸铋氧化深度难控,选择性低,未工业化( 3)烷基芳烃的加氢脱烷基在大量氢气存在及加压下,使烷基芳烃发生氢解反应脱去烷基生成母体芳烃和烷烃。工业上广泛用于甲苯脱甲基制苯,也用于从甲基萘脱甲基制萘。 临氢条件下,有利于抑制焦炭生成,但存在深度加氢副反应加氢脱烷基的工艺方法:热法和催化法 由于热法不需催化剂,苯收率高和原料适应性较强等优点,所以采用加氢热脱烷基的装置日渐增多。 (4)烷基苯的水蒸气脱烷基法在加氢脱烷基同样的反应条件下,用水蒸气代替氢气进行的脱烷基反应。 优点廉价水蒸气,副产大量含氢气体缺点苯收率比加氢法低 90~97%;催化剂成本高 4.2.1.3 工业生产方法 催化脱烷基:气态烃产量较少;氢耗较低热脱烷基:工艺过程简单;对原料适应性强;氢气杂质不受限制;运转周期长Ⅰ催化脱烷基制苯(1)Hydeal法:在工业上应用较多原料:催化重整油、裂解汽油、甲苯及煤焦油原料中含非芳烃较多时,需两台反应器,并控制不同的反应条件,在第一台反应器中进行烯烃和烷烃的加氢裂解反应,在第二台热反应器中进行加氢脱烷基反应。

工艺流程及排污节点模板

1、锅炉废气执行标准 1)每个燃煤锅炉房只能设一根烟囱,烟囱高度应根据锅炉房装机总容量设定(高度参照GB13271-2014表4);燃油、燃气锅炉烟囱不低于8米。锅炉房的烟囱周围半径200m距离内有建筑物时,其烟囱应高出最高建筑物3m以上。 2)在用锅炉执行《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2014)表3大气污染物特别排放限值要求。 3)在用燃煤锅炉产生的氮氧化物执行《燃煤锅炉氮氧化物排放标准》(DB13/2170-2015)表1在用燃煤锅炉氮氧化物排放浓度限值要求。 2、饮食业废气执行标准 饮食业油烟执行《饮食业油烟排放标准》(GB18483-2001)表2相关规定要求。 3、酸洗工艺流程及排污节点 废气、噪声 噪声、 固废天然气锅炉噪声、固废 蒸汽 热轧钢卷→开卷、矫直酸洗漂洗→烘干→切边→打卷→入库 废气、固废废水 酸洗过程产生的酸雾;酸洗槽废酸;漂洗产生的含酸废水;金属废料、圆盘剪、分切剪产生的噪声。 1)酸洗废气→酸洗槽密闭+酸雾吸收塔+排气筒(高度参照标准4.4)→《钢铁工业大气污染物排放标准》(DB13/2169-2015)表4特别排放限值及表5标准要求。 2)酸洗槽废酸→送废酸再生站再生利用或交予有资质单位安全处置。 3)漂洗产生的含酸废水→中和+混凝沉淀→回用执行《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)表1相关水质标准;预处理后排污水处理厂执行《钢铁工业水污染排放标准》(GB13456-2012)表3间接排放相关标准同时满足污水处理厂进水水质要求,废水中氯化物排放执行《氯化物排放标准》(DB13/831-2006)Ⅰ类三级标准;外排执行《钢铁工业水污染排放标准》(GB13456-2012) 表3直接排放相关标准。

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