芳烃转化过程综述
摘要：90%左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯、三苯、乙炔和萘，还有甲醇。而芳烃是含苯环结构的碳氢化合物的总称。本文是通过学习，综述芳烃转化的一些基本情况。包括芳烃的生产和来源、芳烃的转化和芳烃的分离，达到对芳烃及化学工艺有更深一层的了解以及掌握其学习方法的效果。
一、前言
芳烃中的“三苯”是化学工业的基础原料，在化学工艺的生产中具有重要的地位。其中以苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯、十二烷基苯和萘最为重要。这些产品都广泛运用于合成树脂、合成纤维、合成橡胶等等工业中。芳烃中的BTX 是化学工业中主要所需的产品，他们局有多种用途，包括可以合成其他工业原料品和用作溶剂等等。对于发展国民经济、改善人民生活起着极为重要的作用。我们需要通过学习，对芳烃的转化有所了解。
二、芳烃的生产
芳烃最初的全部来源是煤焦化工业，但是随着有机化工业的发转，芳烃的需要越来远大，单凭煤焦化的芳烃已经满足不了工业生产的要求。因此，许多科技先进的国家开始利用石油原料来生产芳烃，直至今天，石油生产的芳烃已经成为芳烃生产的主要来源，约占全部芳烃的80%。
2.1焦化芳烃的生产
在高温的作用下,煤在焦炉碳化室中进行干馏然后发生一系列的物理化学变化生成大量的焦炭和一些粗煤气，还有少量的粗苯和煤焦油。其中粗煤气经过初冷、脱氨、脱萘、终冷，可对粗苯进行回收。粗苯由多种芳烃和其他化合物组成，其中最重要的是苯、甲苯和二甲苯。粗苯经分馏，可分为轻苯和重苯。轻苯再经分馏，塔顶馏出低沸物，塔底馏出重馏分BTX混合馏分。而BTX的精制方法有硫酸精制法和催化加氢精制法。
2.2石油芳烃的生产
以石脑油和裂解汽油为原料生产的芳烃的过程大致分为反应、分离和转化三部分。每个国家因拥有芳烃资源的情况不同而生产模式不同。以石脑油和裂解汽油为生产原料生产芳烃的方法有以下几种：
（一）催化重整生产芳烃催化重整是炼油工业主要的二次加工装置之一，又要生产高辛烷值汽油和三苯等芳烃。其中约10%的装置用于生产芳烃产品。催化重整的基本化学反应包括环烷脱氧、五元环异构脱氧、烷烃脱氧环比、等反应，从而产生芳烃，同时也伴有加氢裂解、烯烃聚合等副反应。催化重整是一石脑油为馏分，其中的烃族的组成和馏程对重整生成油中芳烃含量、组成和生产的各项技术经济指标有着绝对性的影响。石脑油中含有微量的硫、氮、氧等有机物及砷和重金属等化合物。在石脑油重整前，需要利用Al2O3作为催化剂进行加氢预处理，除去这些物质。至于催化重整的催化剂一般由一种或多种贵金属元素高度分散在多孔载体上制成。主金属为为铂。催化重整过程是在临氢条件和一定的反应温度、压力、空速氢油比条件下进行的。由于所有的原料组成和催化剂的不同而催化重整的具体方法不同，但这些过程在降低反应压力，催化剂的再生，提高重整油及芳烃的收率等方面都做出重大的改进。
（二）裂解石油生产芳烃随着乙烯工业的发展，石油工业生产乙烯所产
生的的副产裂解汽油已成为石油芳烃的主要来源。裂解汽油中含有40%——60%的6C ——9C 芳烃，还含有相当数量的的二烯烃和单烯烃，少量的烷烃与微量的
氧、氮、硫及砷的化合物。裂解汽油中的烯烃和各种杂质远远超过芳烃生产后续工序能允许的范围的，所以必须经过预处理，加氢精制后，才能作为芳烃抽提的原料。裂解汽油为5C ——200℃馏分，根据5C 馏分不同的利用途径，加氢精制原料液有所不同，但是其共同点是要除去裂解汽油中的5C 馏分、部分9C 芳烃和 9C +馏分。与处理后，裂解汽油加氢是目前普遍采用的制取芳烃精制方法。一般采用二段加氢精制工艺。第一段加氢的目的是将使易生胶的二烯加氢转化成为单烯烃以及烯基芳烃转为芳烃。第二段加氢在被比较缓和的工艺条件下进行，以避免二烯烃聚合。一段加氢多用钯为催化剂，在低温液相下进行反应。二段加氢的目的主要是使单烯烃饱和并拖出硫、氧、氮等化合物一般采取的是非贵金属催化剂，在叫高温的情况下进行。
（三）轻烃芳构化和重芳烃的轻质化 催化重整与高温裂解的原料都是石脑油，然而石脑油又是生产汽油的重要原料。由于汽油日益增长的需求，我们必须寻找石脑油以外的原料来生产方芳烃。目前，正在开发的是利用液化石油气和其他轻质烃进行芳构化和重芳烃的轻质化。目前有英国石油公司提出的由烷烃生产芳烃的Cyclar 法。主要是以丙烷、丁烷为原料。进入迭式的径向绝热反应器，在分子筛催化剂作用下使烷烃脱氢、二聚和环化转化为芳烃，同时产生氢气。Detol 工艺是重芳烃轻质化的一种工艺，原料是采用重芳烃和甲苯，采用Al2O3上的Cr2O3作催化剂。流程中的氢和原料和为转化的烷基芳烃循环料相混合，在进入反应器。
三、芳烃的转化
3.1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烷基化。芳烃的脱烷基化主要应用于甲苯脱甲基制苯、甲基萘脱甲基制萘。
从热力学上分析，主反应是有利的。当温度不太高，氢分压较高时可以进行得比较完全。但是各种副反应都胶南从热力学上加以控制，因此只有从动力学上来控制它们的反应速度，使它们尽可能地少发生。我们可以从热力学和动力学上分析到：加氢脱烷基的温度不宜太低也不宜太高，氢分压和氢气对甲苯的摩尔比，较大时对防止结焦和加氢脱烷基反应都比较有利，抑制一些加氢副反应的发生是不利的，而且也会增加氢气的消耗。其反应一般由周期表中第Ⅳ、Ⅷ族的元素的氧化物负载于氧化铝和氧化硅载体上所组成。为了抑制芳烃裂解生成甲烷等副反应也会加入少量的碱和碱土金属作为助催化剂，而为了缩合产物和脚的生成，提高催化剂的选择性也可以加入适量的水蒸气。
脱烷基化的方法有四种，第一，是烷基芳烃的催化脱烷基，烷基苯在催化裂化的的条件下可以发生脱烷基反应生成苯和烯烃。其反应的难易程度与烷基的结构有关，烷基越大越容易脱去。第二，烷基芳烃催化氧化脱烷基。烷基芳烃在某些氧化催化剂的作用下用空气氧化可发生氧化脱烷基生成芳烃母体及二氧化碳和水 。第三，烷烃芳烃的加氢脱烷烃。在大量氢气存在及加压的情况下，使烷基芳烃发生氢解反应脱去烷基生成母体芳烃和烷烃。而这种加氢脱烷基的过程又
