苯烷基化生产乙苯解析16页PPT
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乙苯的特点及烷基化工业生产方法唐军凯发表时间:2018-05-16T10:34:56.633Z 来源:《基层建设》2018年第2期作者:唐军凯[导读] 摘要:乙苯是无色透明的液体,易燃。
中海石油宁波大榭石化有限公司浙江宁波 315812摘要:乙苯是无色透明的液体,易燃。
易被氧化,氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而异。
乙苯是生产苯乙烯的原料,我国日前采用苯和乙烯的烷基化反应生产乙苯,近年来,我国对乙苯/苯乙烯需求量增长迅速,供求矛盾突出。
世界上90%以上的乙苯是由苯和乙烯烷基化生产制得,其余是由芳烃生产过程的C8芳烃分离得到,苯和乙烯烷基化是在酸性催化剂存在下进行,其生产工艺多种多样。
本文对乙苯的特点及烷基化工业生产方法进行简单的探讨。
关键词:乙苯;特点;烷基化工业生产引言乙苯工业生产技术主要有六种,它们是:传统的三氯化铝液相法、Monsanto/Lummus法、UOP的Alkar气相法、Mobil,/Badger法和Lummus/Unoca,l法。
目前普遍使用的是Monsanto/Lummrs法和Prlobil/Badger法,最近开发成功的Lummus/Unocal法,因其无污染和无腐蚀的特点,正在乙苯生产技术市场上占有一席之地。
下面就乙苯主要生产技术进展作一介绍,对我国发展乙苯生产技术谈一些看法。
一、乙苯的特点乙苯是无色液体,具有芳香气味,可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚,几乎不容于水,易燃易爆,对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性,在空气中最大允许浓度为100PPM。
乙苯侧链易被氧化,氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而异。
在强氧化剂(如高锰酸钾)或催化剂下,用空气或氧气氧化,生成苯甲酸;若用缓和氧化剂或温和的反应条件氧化,则生成苯乙酮。
乙苯装置的工艺流程主要特点是通过控制烷基化反应条件,使催化反应系统由两相变为单相(均相),从而提高了乙苯收率,减少了三氯化铝催化剂用量,简化了流程,节省了生产费用;由于提高了烷基化反应温度(180℃),使反应热得到回收和利用;加强回收尾气中的部分氯化氢,既减少了污染,又提高了经济效益。
乙苯生产方法1前言乙苯是重要的化工原料,主要用于脱氢生产苯乙烯,少量的乙苯也用于溶剂、稀释剂以及生产二乙基苯等。
当前,全世界乙苯产量已达约2000万吨,其中99%的乙苯用于生产苯乙烯。
中石化安庆分公司原油加工能力500万吨/年,拥有常减压蒸馏、催化裂化、催化裂解、延迟焦化、催化重整等主要生产装置。
其中催化(裂解)干气中含有大量的乙烯,目前都作为燃料消耗,没有进行经济有效的利用。
利用催化(裂解)干气中乙烯制备乙苯,进而生产苯乙烯,充分利用炼厂干气中的乙烯资源,是提高资源利用率,增加企业经济效益的一条有效途径。
本文对安庆分公司催化干气中的乙烯资源,以及由稀乙烯制备乙苯的工艺技术路线进行了专门讨论。
2干气中乙烯资源及利用炼厂干气主要来源于石油的二次加工过程,如催化裂化、催化裂解、延迟焦化、加氢裂化等,其主要成份为氢气、甲烷、乙烯、乙烷以及少量C3/C4烃类。
安庆分公司的炼油装置结构中,拥有具有先进工艺的140万吨/年催化裂化装置和70万吨/年催化裂解装置。
其中,140万吨/年催化裂化装置采用中国石油化工科学研究院开发的多产丙烯和清洁汽油的MIP-CGP新技术;催化裂解装置具有气体产率大、烯烃含量高的特点,其干气产率超过相同规模催化裂化装置的两倍,乙烯浓度也明显高于常规催化裂化。
两套催化装置副产大量富含乙烯的干气。
在炼油500万吨/年加工负荷情况下,催化裂化和催化裂解装置所产干气中乙烯量约3万吨/年。
干气中乙烯资源的回收利用,国内外都十分重视,已经开发的回收炼厂干气中乙烯的技术主要有深冷分离法、双金属盐络合吸收法、溶剂抽提法、膨胀机法、吸附法,此外还有干气直接制乙苯技术。
从目前国内外对干气中稀乙烯利用的技术开发情况来看,由于将乙烯通过分离提纯再行利用的方法投资较大,经济性差,因此稀乙烯的利用倾向于将稀乙烯直接加工,这方面的技术开发则集中于乙苯/苯乙烯的生产。
国外在上世纪70年代就开发了利用稀乙烯直接烃化制乙苯的工艺技术。
苯烷基化制乙苯的动力学研究作者:蒋若愚程进来源:《科技资讯》 2013年第29期蒋若愚程进(常州工程职业技术学院江苏常州 213164)摘要:以苯烷基化制乙苯所得的动力学数据计算出相应的气液相反应级数并验证反应机理。
结果表明,在动力学控制的情况下,乙烯的消耗速率与乙烯的浓度呈0.86次方关系并与苯的浓度呈0.33次方关系;当反应达到动力学和扩散同时控制的情况下,乙烯的消耗速率与苯的浓度呈0.5~0.60次方关系。
验证了扩散控制时液体反应物浓度更加有利提高反应速率。
关键词:乙苯气液相反应参数测定反应速率方程拟合中图分类号:TQ241文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)10(b)-0000-00本论文利用鼓泡塔为反应器[1] [2],通过气液相反应生成乙基苯,本对其反应动力学方程进行研究。
乙苯合成反应机理苯与烯烃烷基化反应都是按照正碳离子机理进行[3] [4]。
酸性催化剂的活性中心使烯烃易形成正碳离子,从而与吸附的苯在催化剂活性表面进行化学反应,生成烷基苯。
苯和乙烯在酸性催化剂条件下发生烷基化反应生成乙苯,乙苯进一步与乙烯反应生成二乙苯、三乙苯等多乙苯,这些反应均为快速一级不可逆反应。
为了提高乙苯产品的收率,需要将分离出的二乙苯、三乙苯等与苯进行烷基转移反应再生成乙苯,这些反应是可逆的二级反应,受化学平衡限制。
因此,对于乙苯的合成需要研究两个反应,即苯与乙烯的烷基化反应和苯与多乙苯的烷基转移反应。
实验部分主要实验药品苯,( Benzene),C6H6,FW78.11,密度0.8786g/mL,mp278.65K(5.5℃),bp353.25K(80.1 ℃), 分析纯AR,宜兴市第二化学试剂厂乙苯,ethylbenzene,C8H10,FW106.16,密度0.87g/mL, mp-94.9℃,bp136.2℃, 分析纯AR,上海科丰化学试剂有限公司盐酸,(Hydrochloric acid),HCl,分子量36.46,含量36~38%,分析纯AR级,宜兴市第二化学试剂厂无水三氯化铝,(anhydrous aluminum chloride),AlCl3,分子量133.34,分析纯AR 级,上海美兴化工股份有限公司无水乙醇,(absolute ethyl alcohol),CH3CH2OH,分子量46.07,密度(20℃)0.791~0.793g/ml,俗称酒精,分析纯AR级,江苏强盛化工有限公司实验原料及催化剂制备乙烯的制备实验室中采用的是用乙醇脱水的方法制备乙烯三氯化铝络合物的制备(俗称红油)用AlCl3与苯和乙苯进行反应生成三氯化铝络合物再,进行常压蒸馏,出去其中的残余的苯。
工艺说明工艺特点技术路线为当今应用广泛、技术成熟可靠、经济合理且无腐蚀无污染的分子筛液相法苯烷基化制乙苯生产技术,所用的分子筛催化剂是AEB 型分子筛催化剂,其主要工艺特点是:1) 新一代的AEB 型烷基化催化剂(AEB-6)和烷基转移催化剂(AEB-1)活性高、乙苯选择性好,具有优良的稳定性,催化剂再生周期长(5年),预期寿命10年。
2) 反应条件缓和,反应压力约,烷基化反应温度190~240℃,烷基转移反应温度175~235℃;副反应少,产品纯度高,二甲苯含量低,乙苯选择性和收率高,工艺物耗低。
3) 使用多点注乙烯加部分反应物循环的工艺流程,可以采用较低的苯/乙烯比,使乙烯能完全溶解在反应物料中,维持液相反应条件,并控制床层温升在合理范围,确保装置平稳运行。
4) 由于反应条件缓和而且催化剂和反应物料均无腐蚀性,使主要设备可采用碳钢。
5) 催化剂采用器外再生,节省了器内再生设备和时间。
6) 采用合理的换热流程,充分回收利用低温能量,能耗低。
反应基理烷基化反应在一定温度、压力下,乙烯与苯在酸性催化剂上进行烷基化反应生成乙苯,化学方程式如下:56526242H C H C H C H C −→−+同时,生成的乙苯还可以进一步与乙烯反应生成少量二乙苯和更少量的三乙苯,而四乙苯以上的多乙苯很少,方程如下所示:46252565242)(H C H C H C H C H C −→−+363524625242)()(H C H C H C H C H C −→−+264523635242)()(H C H C H C H C H C −→−+H C H C H C H C H C 65522645242)()(−→−+6652655242)()(C H C H C H C H C −→−+理论上讲,从二乙苯一直到六乙苯都可以生成,但是由于苯环上乙基不断地增加,生成四乙苯、五乙苯、六乙苯的难度加大。
这一方面是因为苯环上乙基之间位阻增大,另一方面是因为多乙苯的分子结构越大越妨碍其在催化剂颗粒内的扩散,那么发生进一步反应的机会就越少。