芳烃转化、催化脱氢

化学工艺学学习总结摘要本文主要是关于芳烃转化过程的综述还有学习心得。

主要从芳烃的来源与生产方法，芳烃的转化，C8芳烃的分离三个方面进行总结。

了解这个课程的研究目的，研究范畴还有研究作用。

了解到关于化工生产原料资源的加工开发，生产工艺流程，反应条件的影响等化学工艺基础。

关键词芳烃转化芳烃生产芳烃分离芳烃的主要来源于焦煤和石油。

由于各国的资源不同，裂解汽油生产的芳烃在石油芳烃中比重也不同。

芳烃裂解的主要目的是为了得到三苯（苯、甲苯、二甲苯），乙苯、异丙苯、十二烷基苯和萘。

这些产品广泛应用于合成树脂、合成纤维、合成橡胶、合成洗涤剂、增塑剂、染料、医药、农药、炸药、香料、专用化学品工业。

化工行业会根据市场需求的变化，选择生产不同的产物，来适应市场需求。

芳烃的生产可分为焦化芳烃生产和石脑油芳烃生产。

前者是在高温作用下，煤在焦炉碳化室内进行干流是，煤质发生一系列的物理化学变化，生成大量焦炭外，还副产粗煤气，粗苯，煤焦油。

粗煤气经初冷、脱氨、脱萘、终冷后，进行初苯回收，再对初苯进行分馏，从而获得有用的芳烃。

石脑油芳烃生产可分为三种方法，催化重整生产芳烃、裂解汽油生产芳烃、轻烃芳构化和重芳烃轻质化。

催化重整芳烃包括环烷脱氢、五元环异构脱氢、烷烃异构加氢裂解等反应需要用热稳性好的贵金属元素做成的催化剂，在425℃~525℃进行。

裂解汽油生产芳烃需要对裂解油进行预处理除去C5馏分，再对其进行加氢。

一段加氢将使易生胶的二烯烃加氢转化为单烯烃以及烯基芳烃转化为芳烃。

二段加氢在较高温条件使单烯烃饱和，并脱除硫氧氮等有机化合物。

轻烃芳构化是利用世界过剩的低价液化石油气（丙烷、丁烷）为原料，经催化脱氢、齐聚、环化和芳构化生产芳烃。

重芳烃轻质化主要利用重整生成油、裂解汽油和焦化器由中的C9重芳烃来生成增塑剂、树脂等产品。

由催化重整和加氢精制的裂解汽油得到的都是芳烃与非芳烃的混合物，由于他们的碳数相近，容易形成共沸物，一般的蒸馏方法难以将其分离。

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。

芳烃转化过程综述摘要本文献系统介绍了芳烃的基本定义及其主要产品苯、甲苯、二甲苯的主要特点以及其在工业上的主要应用，综述了近些年来对芳烃生产、转化、分离技术在科学研究与生产发展的概况及国内外芳烃产品生产技术的发展形势与生产格局，并展望了未来芳烃生产新技术的发展趋势。

关键词芳烃，转化，苯，发展1.概述[1]芳烃是芳香族碳氢化合物的简称，亦称芳香烃，也是含苯结构的碳氢化合物的总称。

这类化合物从其碳氢比来看，具有高度不饱和性，但实际确实比较稳定的。

与脂肪烃和脂环烃不同，其化学行为是：比较容易进行取代反应，不易进行加成反应和氧化反应，这种特性曾作为芳香性的标志。

我们常说的芳烃，一般指分子中含有苯环结构的芳烃，而不含苯环结构的芳烃，称为非苯芳烃。

芳烃中的“三苯”（苯、甲苯、二甲苯，简称BTX）和烯烃中的“三烯”（乙烯、丙烯、丁二烯）是化学工业的基础原料，具有重要地位。

芳烃中以苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯、十二烷基苯和萘最为重要，这些产品广泛应用于合成树脂、合成纤维、合成橡胶、合成洗涤剂、增塑剂、染料、医药、农药、炸药、香料、专业化学品等工业。

对发展国民经济、改善人民生活起着极其重要的作用。

化学工业所需要的芳烃主要是苯、甲苯、二甲苯。

苯可以用来合成苯乙烯、环己烷、苯酚、苯胺及烷基苯等；甲苯不仅是有机合成的优良溶剂，而且可以很撑异氰酸酯、甲芳烃，二甲苯异构体分酚，或通过歧化和脱烷基制备苯；二甲苯和乙苯同属C8别为对二甲苯、邻二甲苯和间二甲苯。

工业上常用术语的“混合二甲苯”实际上是乙苯和三个二甲苯异构体组成的混合物。

对二甲苯主要用于生产对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯，与乙二醇反应生成的聚酯用于生产纤维、胶片和树脂，是最重要的合成纤维和塑料之一；邻二甲苯主要用途是生产邻苯二甲酸酐，进而生产增塑剂，如邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）等；间二甲苯的主要用途是生产间苯二甲酸及少量的间苯二腈，后者是生产杀菌剂的单体，间苯二甲酸则是生产不饱和聚酯树脂的基础原料；乙苯的主要用途是制取苯乙烯，芳烃组分中，异丙苯用于生产苯酚/丙酮进而生产丁苯橡胶和苯乙烯塑料等。

芳烃转化催化剂一、芳烃的概念和应用芳烃是一类分子中含有苯环结构的化合物，具有广泛的应用价值。

它们可以作为化学品、材料和能源等方面的原料，例如：制药、染料、塑料、合成橡胶、润滑油和燃料等。

二、芳烃转化反应1. 芳香族烴的催化裂解芳香族烴在高温下经过催化裂解反应，产生轻质烷基化合物和苯等芳香族烴，这种反应被称为催化裂解。

这种转化反应是工业上最重要的方法之一。

2. 芳香族烴的氢气加氢在加氢过程中，氢气与芳香族烴发生加成反应，生成饱和脂肪族环状碳氢化合物。

这种转化反应可以使得分子量增加，同时还可以改善产品的抗爆性能。

3. 芳香族烴的脱氢脱氢是指在高温下将芳香族烴中部分或全部氢原子去除形成不饱和双键。

这种反应可以用于制备芳烃衍生物。

三、芳烃转化催化剂1. 催化裂解催化剂常见的催化裂解催化剂有氧化铝、硅酸铝、硅酸钙等，其中以氧化铝为主。

这种催化剂具有高比表面积和强的酸性，能够加速反应速率，同时也可以防止产物之间的重聚。

2. 氢气加氢催化剂常见的氢气加氢催化剂有镍、铜、钯等金属及其合金。

这些金属具有良好的选择性和活性，能够促进反应的进行。

3. 脱氢催化剂常见的脱氢催化剂有铬、钼等过渡金属及其氧化物。

这些催化剂具有良好的稳定性和高效率，能够使得反应速率提高数倍以上。

四、芳烃转化催化机理1. 催化裂解机理在高温下，芳香族烴分子中苯环上部分键断裂形成自由基，然后与其他芳香族烴分子或自身重组形成轻质烷基化合物和苯等芳香族烴。

催化剂作为催化反应的中介，能够加速反应速率，同时也可以防止产物之间的重聚。

2. 氢气加氢机理在氢气加氢过程中，芳香族烴分子中部分或全部的双键被还原成单键，形成饱和脂肪族环状碳氢化合物。

这种反应是一个典型的加成反应，金属催化剂能够促进反应的进行。

3. 脱氢机理在高温下，过渡金属催化剂能够将芳香族烴分子中部分或全部的氢原子去除形成不饱和双键。

这种反应是一个典型的脱除反应，通过控制反应条件和催化剂选择可以实现不同类型芳烃转换。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 3 期C +9重芳烃催化加氢脱烷基技术研究进展张鹏飞，严张艳，任亮，张奎，梁家林，赵广乐，张璠玢，胡志海（中石化石油化工科学研究院有限公司，北京 100083）摘要：随着我国芳烃联合装置、乙烯裂解装置的扩能或新建，国内C +9重芳烃产量也大幅增加；利用催化加氢脱烷基技术将C +9重芳烃转化为BTX 等轻质芳烃，对炼化企业具有良好的经济效益。

本文以C +9重芳烃生产BTX 为出发点，阐述了催化加氢脱烷基反应体系中的碳正离子机理和自由基机理，概述了国内外催化加氢脱烷基反应工艺和催化剂的研究进展，并分析了各工艺、催化剂的优缺点，最后对反应机理、工艺及催化剂的发展方向进行了展望。

增产BTX 的同时联产三甲苯、四甲苯等高附加值单体芳烃是未来催化加氢脱烷基工艺的发展方向。

新型催化剂的研发方向则应结合具体的生产目标和反应机理，定向制备出高活性、高选择性、高稳定性的催化加氢脱烷基催化剂。

关键词：C +9重芳烃；催化加氢脱烷基；反应机理；工艺；催化剂中图分类号：TQ241.1；TE624.4+5 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）03-1266-09Research progress in the catalytic hydrodealkylation of C +9 heavyaromaticsZHANG Pengfei ，YAN Zhangyan ，REN Liang ，ZHAGN Kui ，LIANG Jialin ，ZHAO Guangle ，ZHANG Fanbin ，HU Zhihai(Sinopec Research Institute of Petroleum Processing Co., Ltd., Beijing 100083, China)Abstract: The capacity expansion or new construction of aromatic complex and ethylene cracking plantin China led to a drastic increase in the yield of C +9 heavy aromatics. The conversion of C +9 heavy aromatics to BTX by catalytic hydrodealkylation technology would be conducive to improving economic benefits for refinery. Based on the production of BTX from C +9 heavy aromatics, firstly, the mechanism of carbenium-ion and free radical in the reaction system of catalytic hydrodealkylation was emphasized. Secondly, the progress of the research on the hydrodealkylation process and catalysts in the domestic and foreign was summarized. Thirdly, the advantages and disadvantages of those process and catalysts was analyzed. Finally, the development direction of reaction mechanism, process and catalyst were forecasted. The future development direction of catalytic hydrodealkylation was to increase the production of BTX and simultaneously produce high value-added monomers such as tritoluene and tetratoluene. The research and development of novel catalysts should be combined with specific production objectives and reaction mechanisms, and the catalytic hydrodealkylation catalysts with high reaction activity, high selectivity and high stability should be prepared directionally.Keywords: C +9 aromatics; catalytic hydrodealkylation; reaction mechanism; process; catalyst综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0410收稿日期：2023-03-17；修改稿日期：2023-10-23。

脱氢技术的应用一：脱氢简介(一)脱氢是一种化工单元过程，是氢化的相反过程，是减少有机物分子中氢原子数目的过程，一般有两种方法：（1）催化脱氢——主要适用催化剂是有机物中的C-H键断裂，达到脱氢的目的，同时还要维持更易断裂的c-c链的结构，不使其断裂，因此需要选用合适的催化剂。

（2）氧化脱氢——氧非常容易与氢原子结合生成水分子，因此在脱氢过程中通入氧能使氢原子更容易的脱离与其结合的有机物分子，这种方法主要用于有机物及其产物不和水反应的情况下。

二：反应过程从有机化合物中脱除氢原子的反应过程。

脱氢是化合物中的C-H,O-H或N-H键断裂，氢被解离生成氢分子，如氢原子同时被氧化生成水，则称氧化脱氢。

脱氢结果是增大反应物的不饱和度，是产物具有较高的反应活性，是广泛应用于有机合成中的重要过程。

三：反应类型脱氢有热脱氢和催化脱氢两种,工业上主要以催化脱氢为主催化脱氢可分为：①碳－氢键催化脱氢，如烷烃、烯烃、芳烃和环烷烃等的脱氢：CH3CH2CH2CH3─→CH2＝CH-CH＝CH2+2H2CH3CH2CH＝CH2─→CH2＝CH-CH＝CH2+H2②氧-氢和氮-氢等键的催化脱氢，如醇（直链醇、环烷醇）和胺的脱氢：③有氧化反应参加的脱氢反应（氧化脱氢），例如丁烯转化成丁二烯：CH2＝CHCH2CH3+½O2─→CH2＝CH－CH＝CH2+H2O四：过程条件1)脱氢是可逆、吸热、分子数增加的反应，高温和低压有利于反应的进行。

脱氢一般在较高的温度（300～800°C）下才具有一定的反应速度，但相应地裂解副反应速度也会加快。

为此，必须采用选择性良好的催化剂，并用减压操作以尽量降低反应温度。

但低压操作有漏入空气引起爆炸的危险，工业上一般是向反应系统通入水蒸气，以降低反应物的分压，并能提供反应所需的热量,消除及减轻催化剂的结焦。

采取氧化脱氢,可使生成的氢被氧化成水而除去，促使反应移向脱氢方向，以提高转化率；同时氧化放出大量的热，可供给脱氢吸热的需要。

化学工艺学考试题答案化学工艺学考试题答案工艺学是一个很泛的名词，特别是在化学方面很常见。

小编为大家整理的化学工艺学考试题答案，希望大家喜欢。

一、填空题1. 以高岭石为主要矿物的黏土叫膨润土。

（×）2. 粘土矿物是含水的硅酸盐矿物。

（×）、3. 粘土矿物的颗粒一般都大于２微米。

（×）4. 粘土是一种含水铝硅酸盐矿物，是地壳中含长石类岩石经过长期风化与地质作用而形成的。

（√）5. 膨润土是以水铝英石为主要成分的粘土，本身能吸附大量的水，吸水后体积膨胀。

（×）6. 北方粘土含有机物较多，含游离石英和铁质较少，因而可塑性好，干燥强度大。

（√）7. 高岭石，伊利石，叶蜡石，滑石，蒙脱石等矿物都属于粘土矿物。

（×）8. 膨润土具有高的可塑性，并且具有较小的收缩率，是陶瓷工业常用的优质粘土。

（×）9. 母岩风化后残留在原生地的粘土称为二次粘土。

（×）10. 天然粘土具有固定的化学组成，有固定的熔点。

（×）11. 粘土－水系统具有一系列胶体化学性质的原因是因为粘土颗粒带电。

（√）12. 粘土的阳离子吸附与交换特性影响粘土本身的结构。

（×）13. 粘土的结合水量与粘土的阳离子交换容量成正比。

（×）14. 粘土胶团的电位与所吸附的阳离子电价成正比。

（√）15. 天然粘土不能用一个固定的化学式来表示，同时它也无一定的熔点。

（√）16. 高岭石，多水高岭石，蒙脱石都会因吸水而导致很大的体积膨胀。

（×）17. 云母不是粘土矿物，但水解后的水化云母具有粘土性质。

（√）18. 原生高岭土，结合性差，干燥强度低，次生高岭土，结合性强，干燥强度大。

（√）19. 强可塑粘土的'用量多，容易获得水分疏散快，干燥快，以及脱模快的注浆泥浆。

（×）20. 北方地区原料铁含量高而钛含量低，宜采用氧化焰烧成。

（×）21. 钠长石熔融后形成粘度较大的熔体，并且随温度升高粘度快速降低。