3 芳烃转化-2013.3.23
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1、简述芳烃的主要来源及主要生产过程。
芳烃最初全部来源于煤焦化工业,但焦化芳烃在数量上、质量上都渐渐不能满足有机工业需求,为弥补不足,品质优良的石油芳烃得到迅速发展,已成为芳
烃主要来源,约占全部芳烃的80%。
芳烃的主要生产过程:Ⅰ石脑油催化重整生产芳烃 Ⅱ裂解汽油生产芳烃
Ⅲ 轻烃芳构化与重芳烃的轻质化
2、芳烃的主要产品有哪些?各有何用途?
芳烃主要产品有三苯(苯、甲苯、二甲苯)、C9芳烃、萘等。
苯:可以用来合成苯乙烯、环己烷、苯酚、苯胺及烷基苯等;
甲苯:有机合成的优良溶剂,还可以合成异氰酸酯、甲酚,或通过歧化和脱烷基制苯。
对二甲苯:用于生产对苯二甲酸,进而生产对苯二甲酸乙二醇酯、丁二醇酯
等聚酯树脂。聚酯树脂是生产涤纶纤维、聚酯薄片,聚酯中空容器的原料。
间二甲苯:主要用途是生产对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。 邻二甲苯:主要是生产领苯二甲酸酐,进而生产增塑剂,如领苯二甲酸二辛
酯、领苯二甲酸二丁酯等。
C9芳烃:目前主要分离出偏三甲苯和均三甲苯用于制偏苯三酸酐和均苯四甲
酸二酐等,用于涂料,合成树脂等。
萘:主要用于生产染料、鞣料、润滑剂、杀虫剂、防蛀剂等。
3、试论芳烃转化的必要性与意义,主要的芳烃转化反应有哪些?
开发芳烃的转化是为了依据市场的供求调节和平衡各种芳烃的产量,解决
供需不平衡的矛盾。 主要的芳烃转化反应如下Ⅰ.异构化反应:间二甲苯转化为对二甲苯及邻二
甲苯;Ⅱ.歧化反应:甲苯歧化为二甲苯。Ⅲ.烷基化反应:苯与乙烯通过烷基化
转化为乙苯;Ⅳ.脱烷基化:甲苯和氢气通过脱烷基化转化为苯。
4、试分析我国与美国、日本的芳烃生产各有何特点及其原因。
焦化芳烃生产:我国焦化芳烃主要采用硫酸精制法,少数新建大型焦化厂采
用催化加氢精制法。日本、美国的焦化厂全部采用催化加氢精制法。
石油芳烃的生产:目前以石油为原料是生产芳烃主要方法,美国资源丰富,苯的需求量也较大,需通过甲苯脱烷基制苯补充苯的不足,而对二甲苯与邻二甲
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,
第四章芳炷转化过程
4.2芳炷的转化
4.2.1概述
一、芳轻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,反应历程包括正轻离子的生成及正轻离子的进一步反应。
异构化反应
歧化反应
0-84 kJzmoL
殊基化反应
C2H5
I
CJ (气 ECFh==CH三匚](:气)烷基转移反应
顷仁 (>Hs
脱烷基化反应
0 川一了〕3
△H e( 80OK )= -49.02 kJ /mol
OCY 3 +H-~^00 +C!U
二、催化剂
芳轻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、A1C13、BF3等路易氏酸。通式 HX — MXn。用
丁芳轻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/ Y -A1 2O3催化剂
3) 混合氧化物催化剂:SiO2-A1 2O3催化剂
4) 贵金届-氧化硅-氧化铝:Pt/SQ2-A12O3,具有酸、加氢脱氢功能。主要用丁异 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,用丁芳 轻歧化与烷基转移、异构化和烷基化。
4.2.2芳轻歧化——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,有蠹,不溶于 水,溶于乙醇和乙酰。
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-25C,沸点144C。
(2) 问二甲苯,熔点-47.4C,沸点139.3C。
(3) 对二甲苯,熔点13.2C,沸点138.5C。
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,
芳烃转化单元工艺培训
一、背景介绍
芳烃是指分子中含有苯环结构的碳氢化合物,是石油和煤焦油中的重要组成部分,广泛应用于化工、医药、农药、染料、涂料等领域。芳烃转化是指将芳烃原料通过化学反应转化为有机化合物的过程。芳烃转化单元是炼油厂的重要工艺装置,其主要功能是通过一系列化学反应将芳烃原料转化为高附加值的产品,如苯、甲苯、二甲苯等。芳烃转化单元工艺培训是为了提高员工的专业知识和操作技能,确保生产流程安全、高效运行。
二、培训内容
1. 芳烃转化原理和反应机理
培训内容包括对芳烃分子结构、性质及其转化反应的原理和机理进行深入讲解,包括芳烃分子的裂解、重组、芳烃醚化反应等。通过理论学习和实例分析,使员工了解芳烃转化的基本原理和反应路线。
2. 装置结构和工艺流程
培训内容包括芳烃转化单元的装置结构和工艺流程,包括反应器、分离塔、冷凝器、加热炉、催化剂循环系统等各部分的功能和作用。通过实地考察和工艺图示,使员工了解芳烃转化装置的结构布置和操作流程。
3. 催化剂性能和选择
培训内容包括催化剂在芳烃转化反应中的作用和性能,催化剂的选择原则和分类,催化剂的活性、稳定性和寿命等。通过案例分析和实验演示,使员工了解催化剂在芳烃转化中的重要作用和选用方法。
4. 反应条件和操作控制
培训内容包括芳烃转化反应的反应条件和操作控制,包括反应温度、压力、空速、催化剂投料量、产品分离工艺等。通过模拟实验和实际操作,使员工掌握芳烃转化反应的操作技能和控制方法。
5. 安全环保和事故应急处理
培训内容包括芳烃转化单元的安全环保要求和事故应急处理措施,包括反应器爆炸、催化剂灼烧、产物泄漏等常见事故的预防和处理方法。通过案例分析和模拟演练,使员工了解芳烃转化单元的安全生产管理和应急处理流程。
三、培训形式
1. 理论学习
通过专业讲师的授课,使用PPT、实例分析等形式进行理论学习,使员工了解芳烃转化的基本原理和反应机理。
2. 实地考察