第三章芳烴的轉(zhuǎn)化第1頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容123第一節(jié)概述第二節(jié)芳烴的轉(zhuǎn)化反應(yīng)第四節(jié)C8芳烴的分離和異構(gòu)化芳烴的轉(zhuǎn)化4第三節(jié)芳烴的歧化與烷基轉(zhuǎn)移第五節(jié)芳烴的烷基化第六節(jié)芳烴的脫烷基化第2頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月掌握芳烴系產(chǎn)品生產(chǎn)的反應(yīng)原理熟悉芳烴系產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝流程了解芳烴系主要產(chǎn)品的性質(zhì)、用途及工業(yè)生產(chǎn)方法知識(shí)目標(biāo)第3頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月芳烴之間的相互轉(zhuǎn)化的機(jī)理和催化劑烷基化反應(yīng)原理及工藝能力目標(biāo)第4頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三苯：苯、甲苯和二甲苯簡(jiǎn)稱BTX混合二甲苯：乙苯和三個(gè)二甲苯異構(gòu)體組成的混合物C8芳烴第一節(jié)概述芳烴苯、甲苯、二甲苯異丙苯、十二烷基苯和萘等應(yīng)用：合成樹(shù)脂、合成纖維和合成橡膠工業(yè)重要的化工原料第5頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月加乙烯烷基化乙苯脫氫苯乙烯聚苯乙烯、丁苯橡膠、ABS樹(shù)脂加丙烯烷基化異丙苯苯酚酚醛樹(shù)脂、苯胺、壬基酚等丙酮雙酚A聚碳酸酯、環(huán)氧樹(shù)脂加十二烯十二烷基苯合成洗滌劑加氫環(huán)己烷己內(nèi)酰胺聚酰胺纖維氯化氯苯染料中間體、醫(yī)藥氧化順丁烯二酸酐四氫呋喃、1，4-丁二醇醫(yī)藥、聚氨酯硝化硝基苯苯胺聚氨酯纖維二苯基甲烷二異氰酸酯、橡膠助劑、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥苯第6頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

甲苯硝化硝基甲苯染料中間體、炸藥歧化苯、二甲苯氧化苯甲酸染料中間體、醫(yī)藥、增塑劑臨氫脫烷基苯硝化、還原、光氣化甲苯二異氰酸酯聚氨酯類泡沫塑料、聚氨酯橡膠第7頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二甲苯對(duì)二甲苯氧化對(duì)苯二甲酸聚酯樹(shù)脂、滌綸間二甲苯異構(gòu)化對(duì)二甲苯氨氧化間苯二腈農(nóng)藥、聚酰胺纖維鄰二甲苯氧化鄰苯二甲酸酐醫(yī)藥、染料、增塑劑萘氧化烷基萘脫烷基萘氧化第8頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、芳烴的來(lái)源煤焦化芳烴（1）煉焦副產(chǎn)的粗苯、煤焦油3%石油芳烴（2）烴裂解副產(chǎn)的裂解汽油27%（3）催化重整油70%第9頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月不同國(guó)家芳烴來(lái)源構(gòu)成芳烴總產(chǎn)量的90％以上來(lái)自石油第10頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、芳烴的生產(chǎn)

焦化芳烴生產(chǎn)方法煤干餾粗煤氣初冷、凈化、終冷洗油吸收蒸餾脫吸粗苯（1）從煉焦副產(chǎn)粗苯及煤焦油中獲取組成？第11頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月粗苯組成分餾粗苯輕苯重苯分餾BTX混合餾分硫酸精制催化加氫精制分餾苯甲苯二甲苯第12頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月工藝過(guò)程：反應(yīng)分離轉(zhuǎn)化原料：石腦油裂解汽油石油芳烴生產(chǎn)方法生產(chǎn)過(guò)程第13頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月石油芳烴的生產(chǎn)過(guò)程對(duì)二甲苯鄰二甲苯原料第14頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(二)從裂解汽油中獲取芳烴●裂解汽油含有C6～C9芳烴，因而它是石油芳烴的重要來(lái)源之一?！窳呀馄椭谐?0～

70％左右的芳烴外，還含有20％左右的單烯烴、雙烯烴和烯基芳烴(如苯乙烯)以及微量的硫、氮、氧、氯等物質(zhì)。裂解原料及裂解條件不同裂解汽油的收率和組成不同第15頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月石腦油為裂解原料生產(chǎn)乙烯20%的裂解汽油芳烴含量為40～80%煤柴油為裂解原料生產(chǎn)乙烯裂解汽油產(chǎn)率約為24%芳烴含量達(dá)45%左右裂解汽油中的苯約占C6～C8芳烴的50%，比重整產(chǎn)物中的苯高出約5～8%。第16頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月裂解汽油組成以石腦油為原料不同裂解深度時(shí)裂解汽油組成第17頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

氧、氮、硫及砷的化合物裂解汽油組成40~60%C6-C9芳烴二烯烴、單烯烴、烷烴受熱和光的作用下很易氧化并聚合對(duì)后序生產(chǎn)芳烴工序的催化劑、吸附劑均構(gòu)成毒物裂解汽油在芳烴抽提前必須進(jìn)行預(yù)處理，為后加工過(guò)程提供合格的原料。目前普遍采用催化加氫精制法。需脫除第18頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.裂解汽油加氫精制過(guò)程工業(yè)上用粗裂解汽油生產(chǎn)芳烴一般采用兩段法：二烯烴單烯烴烯基芳烴芳烴工藝條件：Pd/Al2O3催化劑(低溫80-130℃液相反應(yīng))指標(biāo)：二烯烴含量<2%一段加氫（低溫液相加氫）P98

圖2-1

第19頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二段加氫（高溫氣相加氫）單烯烴飽和烴脫除S、O、N等有機(jī)化合物工藝條件：Co-Mo-Al2O3催化劑

(較高溫度280-300℃氣相反應(yīng))指標(biāo)：含硫<2×10-6(W%)P98

圖2-1

第20頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二段加氫工藝流程1-初餾塔2-一段加氫反應(yīng)器3-第二段進(jìn)料加熱爐

4-第二段加氫反應(yīng)器5-熱量回收系統(tǒng)6-穩(wěn)定塔

Pd/Al2O380-130℃C6-C9280-300℃Co-Mo-Al2O3裂解汽油二段加氫制芳烴流程示意圖第21頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.芳烴的萃取分離液液萃取法（抽提法）

對(duì)溶劑性能的基本要求對(duì)芳烴的溶解選擇性好、溶解度高與萃取原料密度差大蒸發(fā)潛熱與熱容小、蒸汽壓小有良好的化學(xué)穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性、腐蝕性小環(huán)丁砜N-甲基吡咯烷酮二甲基亞砜二乙二醇醚芳烴的萃取分離常用的溶劑：第22頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)丁砜萃取分離芳烴流程輕非芳烴循環(huán)的目的—溶劑中溶解度大，使溶解度小的重質(zhì)非芳烴從萃取塔頂分離第23頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月重整汽油含50-80%的芳烴美國(guó)UOP公司第一套鉑重整裝置工業(yè)化60年代工業(yè)上成功應(yīng)用雙催化劑(鉑—銥、鉑—錫)

70年代實(shí)現(xiàn)移動(dòng)床催化劑連續(xù)再生(三)從重整汽油中獲取芳烴用于生產(chǎn)高辛烷值汽油或BTX等芳烴，其中約10％的裝置用于生產(chǎn)芳烴產(chǎn)品?！爸卣笔侵笇?duì)烴類分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新排列，“催化重整”就是利用催化劑對(duì)烴類分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新排列。第24頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月重整原料的預(yù)處理重整反應(yīng)芳烴抽提精餾芳烴芳烴重整氫非芳烴苯甲苯重整原料≤C5烴重整生成油二甲苯重芳烴預(yù)處理一催化重整一溶劑抽提一芳烴精餾的聯(lián)合過(guò)程，裝置的示意流程圖如下：化工型常用的加工方案:預(yù)分餾脫砷加氫第25頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月苯與對(duì)二甲苯的需求量最大，其次是鄰二甲苯甲苯、間二甲苯及C9芳烴未得到重大的化工利用三、芳烴轉(zhuǎn)化芳烴的需求量第26頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月芳烴轉(zhuǎn)化的工業(yè)應(yīng)用

聚苯乙烯聚酯纖維開(kāi)發(fā)芳烴轉(zhuǎn)化工藝使能根據(jù)市場(chǎng)需求，調(diào)節(jié)各種芳烴的含量第27頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

芳烴的來(lái)源：（1）煉焦副產(chǎn)的粗苯、煤焦油（2）裂解汽油（3）催化重整油芳烴苯、甲苯、二甲苯異丙苯、十二烷基苯和萘等工藝過(guò)程：反應(yīng)分離轉(zhuǎn)化小結(jié)

???第28頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第29頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第30頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

催化重整過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)主要有以下幾類：生成芳香烴的反應(yīng)快慢最慢Ⅰ.化學(xué)反應(yīng)①六元環(huán)的脫氫反應(yīng)②五元環(huán)的異構(gòu)脫氫反應(yīng)③烷烴的環(huán)化脫氫反應(yīng)④異構(gòu)化反應(yīng)⑤加氫裂化反應(yīng)⑥烯烴的加氫飽和反應(yīng)⑦生焦反應(yīng)第31頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．芳構(gòu)化反應(yīng)（1）六元環(huán)烷烴脫氫反應(yīng)

這類反應(yīng)的特點(diǎn)是吸熱、體積增大、生成苯并產(chǎn)生氫氣、可逆反應(yīng)。重整過(guò)程中生成芳烴的主要反應(yīng)第32頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）五元環(huán)烷烴異構(gòu)脫氫反應(yīng)

特點(diǎn)：吸熱、體積增大、生成芳烴并產(chǎn)生氫氣的可逆反應(yīng)。其反應(yīng)速度稍慢于六元環(huán)烷烴脫氫，是生成芳烴的主要反應(yīng)。五元環(huán)烷烴在直餾重整原料的環(huán)烷烴中占有很大的比例，因此，在重整反應(yīng)中，大于C６的五元環(huán)烷烴轉(zhuǎn)化為芳烴是僅次于六元環(huán)烷烴轉(zhuǎn)化為芳烴的重要途徑。第33頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）烷烴的環(huán)化脫氫反應(yīng)

吸熱、體積增大等特點(diǎn)。烷烴環(huán)化脫氫反應(yīng)可生成芳烴，所以它是增加芳烴收率的最顯著的反應(yīng)。但其反應(yīng)速度較慢，故要求有較高的反應(yīng)溫度和較低的空速等苛刻條件。第34頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）異構(gòu)化反應(yīng)各種烴類在重整催化劑的活性表面上都能發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)。例如：不能直接生成芳烴和氫氣，但正構(gòu)烷烴反應(yīng)后生成的異構(gòu)烷烴易于環(huán)化脫氫生成芳烴，此反應(yīng)也是十分重要的特點(diǎn)反應(yīng)速度較快、輕度放熱五元環(huán)烷烴的異構(gòu)為六元環(huán)烷烴更易于脫氫生成芳烴，有利于提高提高芳烴的收率第35頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在催化重整條件下，各種烴類都能發(fā)生加氫裂化反應(yīng)，并可以認(rèn)為是加氫、裂化和異構(gòu)化三者并發(fā)的反應(yīng)。例如：（5）加氫裂化反應(yīng)這類反應(yīng)是不可逆的放熱反應(yīng)，過(guò)多會(huì)使液體產(chǎn)率下降。不利于生成芳烴第36頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月工業(yè)上采用循環(huán)氫保護(hù)，一方面使容易縮合的烯烴飽和，另一方面抑制芳烴深度脫氫。（6）縮合生焦反應(yīng)烴類發(fā)生疊合和縮合焦炭催化劑失活控制第37頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月催化重整對(duì)原料的要求當(dāng)生產(chǎn)高辛烷值汽油時(shí)，一般采用80～180℃餾分；生產(chǎn)苯－甲苯－二甲苯時(shí)，宜采用60～145℃的餾分餾程族組成雜質(zhì)含量含環(huán)烷烴較多的環(huán)烷基原料是良好的重整原料，重整生成油的芳香烴含量高，辛烷值也高。含烷烴較多的混合基原料也是比較好的重整原料，但是其生成油的質(zhì)量要比環(huán)烷基原料的低。重整催化劑對(duì)一些雜質(zhì)特別敏感，砷、鉛、銅、硫、氮等都會(huì)使催化劑中毒Ⅱ、催化重整的原料第38頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

生產(chǎn)各種芳烴時(shí)的適宜餾程

目的產(chǎn)物適宜餾程，℃苯60～85甲苯85～110二甲苯110～145苯-甲苯-二甲苯60～145適宜餾程第39頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月催化重整催化劑

①催化劑的分類②催化劑的失活

③催化劑的再生單金屬、雙金屬和多金屬單金屬一般是Pt/Al2O3，雙金屬催化劑，如鉑－錸、鉑－錫催化劑多金屬，如鉑－錸－鈦優(yōu)點(diǎn)：良好的熱穩(wěn)定性，對(duì)結(jié)焦不敏感，對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。原因包括：積炭，活性中心被雜質(zhì)污染中毒，金屬活性組分晶粒聚集變大或分散不均勻，催化劑載體的孔結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而使表面積減小。

燒炭，即燒掉催化劑上的積炭氧化更新，高溫氧化使聚集的活性金屬重新均勻分散還原，將氧化更新后的氧化態(tài)催化劑還原為金屬態(tài)催化劑。Ⅲ、催化重整催化劑第40頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Ⅳ、催化重整工藝流程工業(yè)催化重整裝置生產(chǎn)芳烴為主的化工型生產(chǎn)高辛烷值汽油為主的燃料型包括副產(chǎn)氫氣的利用與化工及燃料兩種產(chǎn)品兼顧的綜合型對(duì)目的產(chǎn)品的不同要求第41頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第42頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容1、芳烴的來(lái)源、工藝過(guò)程。第43頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月芳烴轉(zhuǎn)化的工業(yè)應(yīng)用

聚苯乙烯聚酯纖維開(kāi)發(fā)芳烴轉(zhuǎn)化工藝使能根據(jù)市場(chǎng)需求，調(diào)節(jié)各種芳烴的含量第44頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)芳烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)的化學(xué)過(guò)程一、芳烴的轉(zhuǎn)化反應(yīng)及機(jī)理芳烴的轉(zhuǎn)化反應(yīng)①異構(gòu)化反應(yīng)②歧化與烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)③烷基化反應(yīng)

④脫烷基化反應(yīng)第45頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①異構(gòu)化反應(yīng)第46頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②歧化和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)烷基轉(zhuǎn)移酸催化劑歧化反應(yīng)第47頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月③烷基化反應(yīng)

④脫烷基化反應(yīng)酸催化劑酸催化劑第48頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月叔丁基苯＞異丙苯＞乙苯＞甲苯＞苯＞間二甲苯＞鄰二甲苯＞對(duì)二甲苯＞四甲苯＞三甲苯形成正烴離子的順序：堿度大，親質(zhì)子能力大酸性催化劑提供芳烴的轉(zhuǎn)化反應(yīng)（脫烷基反應(yīng)除外）都是在酸性催化劑存在下進(jìn)行，具有相同反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)機(jī)理第49頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月其次芳烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)中的烯烴，也可按下式形成正烴離子隨烯烴碳原子數(shù)的增多，愈易形成正烴離子第50頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生成的正烴離子再加成到苯環(huán)上去生成α絡(luò)合物中間絡(luò)合物脫質(zhì)子生成烷基芳烴第51頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、催化劑芳烴的烷基化和異構(gòu)化在較低溫和液相中進(jìn)行缺點(diǎn)：強(qiáng)腐蝕性毒性固體酸※浸附在適當(dāng)載體上的質(zhì)子酸H3PO4/硅藻土※浸附在適當(dāng)載體上的酸性鹵化物BF3/γAl2O3※貴金屬－氧化硅－氧化鋁催化劑※分子篩催化劑無(wú)機(jī)酸（H2SO4、HF、H3PO4）酸性鹵化物（AlBr3、AlCl3、BF3）第52頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)芳烴的歧化與烷基轉(zhuǎn)移

兩個(gè)相同芳烴分子在酸性催化劑作用下，一個(gè)芳烴分子上的側(cè)鏈烷基轉(zhuǎn)移到另一個(gè)芳烴分子上去的反應(yīng)芳烴歧化酸催化劑第53頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月芳烴烷基轉(zhuǎn)移

兩個(gè)不同芳烴分子之間發(fā)生烷基轉(zhuǎn)移的過(guò)程。與歧化反應(yīng)互為逆反應(yīng):第54頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

配以二甲苯異構(gòu)化裝置，則由100份甲苯和80份C9芳烴可制得36份苯和102份對(duì)二甲苯。因此，芳烴的歧化和烷基轉(zhuǎn)移是一種能最大限度生產(chǎn)對(duì)二甲苯的方法。甲苯C9芳烴苯二甲苯＋芳烴歧化烷基轉(zhuǎn)移＋芳烴歧化和烷基轉(zhuǎn)移工藝可將甲苯和C9芳烴有效地轉(zhuǎn)化為苯和二甲苯。生產(chǎn)對(duì)二甲苯第55頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月副反應(yīng)1：產(chǎn)物二甲苯的二次歧化甲苯歧化的化學(xué)過(guò)程主反應(yīng)第56頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月副反應(yīng)2：產(chǎn)物二甲苯與原料或副產(chǎn)物的烷基轉(zhuǎn)移工業(yè)上常用此類烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在原料甲苯中加入三甲苯來(lái)增產(chǎn)二甲苯。第57頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月副反應(yīng)3：芳烴的脫氫縮合生成稠環(huán)芳烴和焦副反應(yīng)4：甲苯脫烷基第58頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度對(duì)平衡常數(shù)影響不大甲苯歧化反應(yīng)的平衡常數(shù)甲苯歧化反應(yīng)的平衡常數(shù)第59頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表2-6所示P106

三種二甲苯異構(gòu)體的平衡濃度23%（摩爾）間二甲苯含量最高鄰二甲苯與對(duì)二甲苯組成相近甲苯歧化的產(chǎn)物平衡組成第60頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月硅鋁系催化劑甲苯歧化的催化劑添加活性金屬（Ag，Zn等）的SiO2-Al2O3硼鋁系催化劑添加活性金屬（Ag，Zn等）的B2O3-Al2O3分子篩催化劑Y型M型（即絲光沸石）ZSM系分子篩第61頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

甲苯歧化的動(dòng)力學(xué)式中：k0－表面反應(yīng)速度，mol/g催化劑·skT－甲苯在催化劑上的吸附系數(shù)，MPa-1pT－甲苯分壓，MPa絲光沸石催化劑臨氫條件下臨氫歧化---在氫存在下進(jìn)行甲苯歧化反應(yīng)在一定壓力范圍內(nèi)，歧化速度是隨甲苯分壓增加而加快。臨氫時(shí)，生產(chǎn)上選用總壓為2.55-3.40MPa，循環(huán)氫氣純度80％（摩爾）以上；不臨氫時(shí)，宜在常壓下進(jìn)行第62頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月甲苯歧化的工藝條件

（一）原料中雜質(zhì)含量水分脫除有機(jī)氮化物W％<2×10–7重金屬W％<1×10–8（二）C9芳烴的濃度和組成在甲苯原料中加入C9芳烴，調(diào)節(jié)產(chǎn)物中二甲苯與苯的比例，增加二甲苯的產(chǎn)量影響分子篩活性影響分子篩酸性促進(jìn)芳烴脫氫縮合第63頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三甲苯濃度對(duì)產(chǎn)物分布的影響原料中C9芳烴濃度為50%時(shí),產(chǎn)物中C8芳烴濃度最高第64頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月C9芳烴中除了三甲苯外還有三個(gè)甲乙苯異構(gòu)體和丙苯,除了發(fā)生甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)外,主要發(fā)生氫解反應(yīng).甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)氫解反應(yīng)甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)和氫解反應(yīng)，會(huì)增加乙苯，增加氫氣消耗。故原料中甲乙苯和丙苯應(yīng)限量。第65頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）氫烴比氫氣的存在可以抑制生焦生碳等反應(yīng)，改善催化劑表面的積炭程度.工業(yè)生產(chǎn)上一般選用氫與甲苯的摩爾比為10左右.氫烴比與進(jìn)料中C9芳烴含量甲乙苯、丙苯含量有關(guān).第66頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（四）液體空速轉(zhuǎn)化率隨液體空速的減小而增大隨溫度的升高而增大平緩液空速第67頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移制苯和二甲苯工業(yè)生產(chǎn)方法加壓臨氫氣相歧化法常壓氣相歧化法低溫歧化法第68頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）加壓臨氫氣相歧化法

臨氫岐化和烷基轉(zhuǎn)移工藝流程

1-加熱爐2-反應(yīng)器3-分離器4-氫氣壓縮機(jī)5-冷凝器6-穩(wěn)定塔7-白土塔8-苯塔9-甲苯塔10-二甲苯塔11-C9芳烴塔80%氫氣徑向流動(dòng)型反應(yīng)器P110脫鋁氫型絲光沸石390-500℃C9除乙烯第69頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）常壓氣相歧化法(自學(xué))反應(yīng)在氣相常壓非臨氫條件下進(jìn)行.不用氫氣,催化劑表面積焦迅速,為了連續(xù)生產(chǎn),需對(duì)催化劑進(jìn)行連續(xù)再生工業(yè)上采用移動(dòng)床反應(yīng)器第70頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月稀土Y型分子篩540℃催化劑再生精餾分離出三苯第71頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）低溫歧化法(自學(xué))ZSM-4分子篩特點(diǎn):能耗低催化劑活性高,選擇性好,不需氫,芳烴總收率達(dá)99%第72頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月芳烴生產(chǎn)催化重整用途：汽油組分；化工原料；有機(jī)溶劑來(lái)源：重整汽油；熱裂解汽油；煤焦油概述反應(yīng)：芳構(gòu)化；異構(gòu)化反應(yīng)；加氫裂化；縮合反應(yīng)催化劑：①組成：由主催化劑：Pt和鹵素；助催化劑：Re、Sn、Ir等；載體：氧化鋁等構(gòu)成

②評(píng)價(jià)：物理性質(zhì)，使用性能流程：①原料預(yù)處理：預(yù)分餾，預(yù)脫砷，脫水，預(yù)加氫

②重整反應(yīng)：反應(yīng)流程，影響因素，控制方法

③芳烴抽提：原理，溶劑選擇，影響因素，流程

④芳烴精餾：精餾原理，控制方法，工藝流程裂解汽油組成：芳烴，烷烴，環(huán)烷烴，烯烴，氧，氯，硫及金屬等加氫精制：飽和烯烴；除去氧、氯、硫及金屬雜質(zhì)分離：芳烴抽提；芳烴精餾反應(yīng)：甲苯歧化；C7與C9芳烴烷基轉(zhuǎn)移；C8芳烴異構(gòu)化工藝流程：反應(yīng)，產(chǎn)物分離，操作控制對(duì)二甲苯本節(jié)總結(jié)第73頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)C8芳烴的分離和異構(gòu)化

從甲苯歧化裝置分離得到的混合二甲苯，以及從重整汽油、裂解汽油和煤焦油分離得到的C8芳烴，都含有四種異構(gòu)體，即鄰、間、對(duì)二甲苯及乙苯。這些來(lái)源的C8芳烴中，對(duì)二甲苯和鄰二甲苯的含量幾乎相等；間二甲苯含量最多；而乙苯含量則隨來(lái)源不同而異，見(jiàn)表2－7所示(P111)。表2－7不同來(lái)源C8芳烴的組成第74頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

由于C8芳烴的各異構(gòu)體都是有用的有機(jī)化工原料，其中尤以對(duì)二甲苯的需要量最大，因此為了更有效地利用C8芳烴中的各個(gè)部分，工業(yè)生產(chǎn)上采用分離和異構(gòu)化相結(jié)合的工藝，生產(chǎn)C8芳烴的各異構(gòu)體和增產(chǎn)需要量大的某一組分。其示意過(guò)程如圖2-14所示(P112)。其工藝組織大致有下列幾種方式。第75頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(1)先從C8芳烴中分離出所需純度的乙苯和對(duì)二甲苯，其余C8芳烴進(jìn)行異構(gòu)化，此方法只能獲得乙苯和對(duì)二甲苯兩種產(chǎn)品。

(2)先將鄰二甲苯和乙苯分出，再分出對(duì)二甲苯，間二甲苯進(jìn)行異構(gòu)化，從而獲得鄰二甲苯、乙苯和對(duì)二甲苯三種產(chǎn)品。

(3)將C8芳烴中的對(duì)二甲苯作為產(chǎn)品分離出來(lái)，其余C8芳烴(包括乙苯)進(jìn)行異構(gòu)化，以獲得更多的對(duì)二甲苯。第76頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

一、C8芳烴的分離

C8芳烴中各異構(gòu)體的某些性質(zhì)如表2-8所示(P112)

。

表2-8C8芳烴各異構(gòu)體的某些性質(zhì)

由于各異構(gòu)體的沸點(diǎn)很接近，難于采用一般精餾的方法進(jìn)行分離。尤其是對(duì)二甲苯和間二甲苯的分離更為困難。第77頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(一)從C8芳烴中分離鄰二甲苯和乙苯

1.鄰二甲苯的分離

C8芳烴中鄰二甲苯的沸點(diǎn)最高，與關(guān)鍵組分間二甲苯的沸點(diǎn)相差53℃，可以用精餾法分離，精餾塔需150～200塊塔板，兩塔串聯(lián)，回流比7～10，產(chǎn)品純度為98％～99.6％。

2.乙苯的分離

C8芳烴中乙苯的沸點(diǎn)最低，與關(guān)鍵組分對(duì)二甲苯的沸點(diǎn)僅差2.2℃，可能用精餾法分離，但較困難。工業(yè)上分離乙苯的精餾塔實(shí)際塔板數(shù)達(dá)300～400（相當(dāng)于理論塔板數(shù)200～250），三塔串聯(lián)，塔釜壓力0.3S～0.4MPa，回流比50～100?？傻玫郊兌仍?9.6％以上的乙苯。第78頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(二)對(duì)、間二甲苯的分離

由于對(duì)二甲苯與間二甲苯的沸點(diǎn)差只有0.75℃，難于采用一般精餾方法進(jìn)行分離。目前工業(yè)上分離對(duì)、間二甲苯的方法主要有：低溫結(jié)晶分離法、絡(luò)合分離法和模擬移動(dòng)床吸附分離法三種。

第79頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第80頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.低溫結(jié)晶分離法該法在50年代已工業(yè)化，技術(shù)較成熟。對(duì)二甲苯和間二甲苯熔點(diǎn)差別較大，在一定的低溫下能形成最低共熔物，其共熔物組成(摩爾)為：對(duì)二甲苯12.5％，間二甲苯87.5％，共熔點(diǎn)-52.7℃(其他C8芳烴也能形成最低共熔物，見(jiàn)表2-9)。從液固相平衡可知，結(jié)晶溫度愈接近最低共熔點(diǎn)，結(jié)晶可分出的對(duì)二甲苯的回收率愈高，但其母液中間二甲苯的濃度也愈高，結(jié)果得到對(duì)二甲苯的純度愈低。工業(yè)生產(chǎn)上為了解決對(duì)二甲苯回收率和純度之間的矛盾，采用二級(jí)結(jié)晶過(guò)程。第一級(jí)采用低溫結(jié)晶分離法，結(jié)晶溫度接近其共熔點(diǎn)，以得到最大的對(duì)二甲苯回收率；第二級(jí)是將第一級(jí)分出的對(duì)二甲苯進(jìn)行重結(jié)晶，以得到高純度的對(duì)二甲苯。第81頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.絡(luò)合萃取分離法

C8芳烴四個(gè)異構(gòu)體與HF共存于一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，形成兩個(gè)互相分離的液層：上層為烴層、下層為HF層。當(dāng)加入BF3后，發(fā)生下列反應(yīng)而生成在HF中溶解度大的絡(luò)合物。

X+HF+BF3→XHBF3(X—代表二甲苯)

由于間二甲苯堿度最大，所形成的MXHBF4絡(luò)合物的穩(wěn)定性最大，故在系統(tǒng)中能發(fā)生如下置換反應(yīng)。

MX+PXHBF4→PX+MXHBF4MX+OXHBF4→OX+MXHBF4

式中MX、PX、OX分別代表間、對(duì)、鄰二甲苯。絡(luò)合物置換的結(jié)果，HF－BF3層中的間二甲苯濃度越來(lái)越高，烴層中的間二甲苯濃度越來(lái)越低，從而達(dá)到選擇分離的目的。第82頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

工業(yè)上抽提間二甲苯是在0℃和0.4MPa的條件下進(jìn)行。萃取液（酸層）與烴層分離后，經(jīng)40～170℃解絡(luò)而獲得純度為98％以上的間二甲苯。由于HF－BF3也是二甲苯異構(gòu)化催化劑，故此分離法可與間二甲苯液相異構(gòu)化過(guò)程聯(lián)合，以獲得更多的對(duì)二甲苯和鄰二甲苯。其工藝過(guò)程如圖2-15所示。該法的特點(diǎn)是將含二甲苯含量40％～50％的間二甲苯首先除去，使乙苯濃度提高，這不僅可以降低乙苯分離塔的塔徑、回流比和操作費(fèi)用；而且還可提高單程收率。其主要缺點(diǎn)是HF有毒，且有強(qiáng)腐蝕性。第83頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第84頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.吸附分離法

(1)吸附劑。吸附分離是根據(jù)吸附劑對(duì)C8芳烴各異構(gòu)體吸附能力的差別來(lái)實(shí)現(xiàn)分離的。目前工業(yè)上主要應(yīng)用于對(duì)二甲苯的分離。吸附分離工業(yè)化的關(guān)鍵，一方面是由于研制成功了對(duì)對(duì)二甲苯具有較高選擇性的吸附劑以及與之相協(xié)調(diào)的脫附劑；另一方面是由于開(kāi)發(fā)成功了模擬移動(dòng)床的連續(xù)吸附工藝。從而使分離過(guò)程能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)。第85頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

式中x—組分1的濃度，摩爾％；

y—組分2的濃度，摩爾％；

A—代表吸附相；

R—代表未被吸附相。對(duì)一定的吸附劑來(lái)說(shuō)，β的數(shù)值取決于吸附溫度和組分濃度。

一般以選擇吸附系數(shù)β來(lái)表示吸附劑的選擇性。第86頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表2-10不同吸附劑的β值

一般用于對(duì)二甲苯脫附的脫附劑是芳香烴。第87頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

(2)脫附劑。在吸附分離中，脫附和吸附同樣重要。用作本工藝脫附劑的物質(zhì)必須滿足如下條件：

①與C8芳烴任一組分均能互溶；②與對(duì)二甲苯有盡可能相同的吸附親和力，即β=脫附劑/對(duì)二甲苯=1或略小于1，以便與對(duì)二甲苯進(jìn)行反復(fù)的吸附交換；③與C8芳烴的沸點(diǎn)有較大差別(至少差15℃)；④脫附劑存在下，不影響吸附劑的選擇性；⑤價(jià)廉易得，性質(zhì)穩(wěn)定。第88頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例如甲苯、二乙苯和對(duì)二乙苯+正構(gòu)烷烴等它們的脫附性能見(jiàn)表2-11(p115)

。在脫附劑中不能含有苯，否則將會(huì)降低吸附選擇性。表2－11幾種脫附劑的比較

原料和脫附劑中也不能含有化學(xué)結(jié)合力很強(qiáng)的極性化合物—水、醇等，因?yàn)樗鼈儗⒈焕喂痰匚皆谖絼┍砻嫔?，?huì)嚴(yán)重影響分子篩的吸附容量和相對(duì)吸附率。因此在進(jìn)行吸附分離之前，必須進(jìn)行脫水，要求水含量降低至10ppm左右。第89頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

(3)模擬移動(dòng)床分離C8芳烴的基本原理①移動(dòng)床作用原理。圖2-16(p115)所示為移動(dòng)床連續(xù)吸附分離示意圖。A和B代表被分離的物質(zhì)。D代表脫附劑。第90頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在此移動(dòng)床中固體吸附劑和液體做相對(duì)移動(dòng)，并反復(fù)進(jìn)行吸附和脫附的傳質(zhì)過(guò)程。A比B有更強(qiáng)的吸附力，吸附劑自上而下移動(dòng)，脫附劑(D)逆流而上，將被吸附的A與B可逆地置換出來(lái)。被脫附下來(lái)的D與A；D與B分別從吸附塔引出，經(jīng)過(guò)蒸餾可將D與A和D與B分開(kāi)。脫附劑再送回吸附塔循環(huán)使用。第91頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

根據(jù)吸附塔中不同位置所起的不同作用，可將吸附塔分成四個(gè)區(qū)。

Ⅰ區(qū)是A吸附區(qū)，它的作用是吸附有B、D的吸附劑從塔頂進(jìn)入，在不斷下降的過(guò)程中與上升的需要分離的含有D的A、B液相物流逆流接觸，液相中的A被完全吸附，同時(shí)在吸附劑上的部分B和D被置換出來(lái)。液相達(dá)到Ⅰ區(qū)頂部已完全不含A。不含A的抽余油(B+D)一部分從Ⅰ區(qū)頂部排出，其余進(jìn)入IV區(qū)。第92頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Ⅱ區(qū)是B脫附區(qū)(即第一精餾區(qū))。它的作用是將吸附劑上被吸附的B完全脫附。在此區(qū)吸附有A、B、D的吸附劑，與含有A與D的液相逆流相遇。由于A比B有更強(qiáng)的吸附力，液相中A+D就和吸附相中的B發(fā)生質(zhì)的交換，液相中的A進(jìn)入吸附相，吸附相中的B被A+D置換下來(lái)，當(dāng)吸附劑從Ⅱ區(qū)流到Ⅲ區(qū)時(shí)B已完全被脫附下來(lái)，吸附相中只有A和D，而上升的液相則含A、B和D進(jìn)入I區(qū)與進(jìn)塔的原料匯合。第93頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

Ⅲ區(qū)是A脫附區(qū)。Ⅲ區(qū)是將吸附劑吸附的A脫附下來(lái)，吸附有A和D的吸附劑，從Ⅱ區(qū)流下來(lái)；脫附劑(D)從下部逆流而上，由于D在吸附劑上的吸附能力與A在吸附劑上的吸附能力相接近。吸附劑與大量的D逆流接觸，D就把A從吸附劑上沖洗下來(lái)。液相A+D一部分從這一區(qū)的頂部引出稱為抽出液；其余的進(jìn)入Ⅱ區(qū)。

Ⅳ區(qū)是B吸附區(qū)(即第二精餾區(qū))。這一區(qū)的作用是從上升的含B和D的液相中將B完全吸附除去。從Ⅲ區(qū)下來(lái)的僅吸附了D的吸附劑與含有B和D的液相逆流相遇，吸附劑上的D被部分置換下來(lái)，當(dāng)液相上升到Ⅳ區(qū)頂部時(shí)僅剩脫附劑D，而自Ⅳ區(qū)下落的吸附劑吸附著B(niǎo)和D。第94頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

吸附塔各區(qū)液相組分的濃度分布如圖2-16右所示。在實(shí)際操作中各區(qū)的距離不是等長(zhǎng)的。從圖2-16看出我們可以連續(xù)地從吸附塔中取出一定組分的分離精制液(A組分)及分離殘液(B組分)。但由于吸附劑磨損問(wèn)題不易解決，大直徑吸附器中固相吸附劑的均勻移動(dòng)也難以保證。所以移動(dòng)床連續(xù)吸附分離無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。第95頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

②模擬移動(dòng)床的作用原理。從移動(dòng)床的作用原理和液相中各組分的濃度分布圖可看出，如果使固體吸附劑在床內(nèi)固定不動(dòng)，而將物料進(jìn)出口點(diǎn)連續(xù)向上移，其作用與保持進(jìn)出口點(diǎn)不動(dòng)而連續(xù)自上而下移動(dòng)固體吸附劑是一樣的。由此原理設(shè)計(jì)的分離裝置稱模擬移動(dòng)床。第96頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(4)模擬移動(dòng)床吸附分離流程。用于分離C8芳烴有立式和臥式吸附器兩種。圖2-17是立式吸附塔模擬移動(dòng)床分離C8芳烴流程示意圖。整個(gè)吸附分離過(guò)程在兩個(gè)吸附塔(圖中僅畫(huà)出一個(gè))中完成，同個(gè)吸附塔借循環(huán)來(lái)首尾相連如同一個(gè)。塔內(nèi)有若干塔節(jié)，一般為24節(jié)，各塔節(jié)中裝有固定的吸附劑，并有管線與旋轉(zhuǎn)閥相連，通向物料的四個(gè)進(jìn)出口控制閥。圖2-17的實(shí)線[③(解吸劑D)，⑥(A+D)，⑨(原料A+B)(B+D)]表示在操作過(guò)程中整個(gè)塔分成四個(gè)區(qū)在工作，假定隨著旋轉(zhuǎn)閥的旋轉(zhuǎn)，把通入脫附劑的管線③移到④，這時(shí)其他管線也就相應(yīng)地向前移動(dòng)一個(gè)單位，(A+D)移到⑦，原料(A+B)和(B+D)分別移到⑩和①。旋轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)是根據(jù)原料處理量，原料組成，吸附劑的填充量等依一定時(shí)間用計(jì)時(shí)開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行控制而完成吸附和脫附操作。第97頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第98頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

塔內(nèi)各組分濃度分布如圖2-18(p117)

。它是以混合二甲苯連續(xù)進(jìn)入模擬移動(dòng)床后，隨著旋轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)，每前進(jìn)一個(gè)位置就從固定點(diǎn)取樣分析得出其相應(yīng)的百分組成而作出的。抽出液由僅含對(duì)二甲苯和脫附劑的區(qū)域引出，經(jīng)精餾塔分離可回收幾乎全部的對(duì)二甲苯。若要提高對(duì)二甲苯的純度，可在原料進(jìn)入和抽出液引出之間加入來(lái)自抽出液塔的對(duì)二甲苯作回流。同樣，抽余液由不含對(duì)二甲苯的區(qū)域取出，經(jīng)精餾塔分離可得產(chǎn)品間和鄰二甲苯去進(jìn)行異構(gòu)化；脫附劑D循環(huán)使用。第99頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第100頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

立式吸附分離的關(guān)鍵設(shè)備是循環(huán)泵和旋轉(zhuǎn)閥。循環(huán)泵是保證模擬移動(dòng)床兩個(gè)吸附塔之間液體正常循環(huán)流動(dòng)的設(shè)備，共兩臺(tái)。一臺(tái)是將12床層的液流送到13床層的循環(huán)泵；另一臺(tái)是將24床層的液流送到1床的循環(huán)泵。隨著旋轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)周期性地切換通向諸進(jìn)出口的管線，由于不同的區(qū)域需要不同的流量，因此當(dāng)區(qū)域改變時(shí)其流量的設(shè)定值也相應(yīng)地改變，故泵送循環(huán)液是由數(shù)控裝置重點(diǎn)控制。第101頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

旋轉(zhuǎn)閥是依靠計(jì)時(shí)器的定時(shí)控制，通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)使床層管線切換，實(shí)現(xiàn)固體吸附劑模擬移動(dòng)上升的主要設(shè)備。它主要由固定盤(pán)(見(jiàn)圖2-19)(p117)、旋轉(zhuǎn)盤(pán)(見(jiàn)圖2-20)(p117)、密封墊片和密封罩(拱頂)所組成。從圖2-19可見(jiàn)固定盤(pán)是一個(gè)閥座，圓周上平均分布24個(gè)圓孔。其下端發(fā)別通過(guò)24根管線與吸附塔相連接，中間有七條同心的環(huán)形溝槽，每個(gè)溝槽向下各有一個(gè)圓孔。七個(gè)圓孔分別與外部七根管級(jí)相通，七根管線分別通過(guò)七股不同的物料。從圖2-19可見(jiàn)旋轉(zhuǎn)盤(pán)是一個(gè)閥蓋，其下端面上的圓孔和溝槽均與固定盤(pán)相重合。這樣外部七根管線的物料通過(guò)旋轉(zhuǎn)盤(pán)與固定盤(pán)間的溝槽，再通過(guò)七根跨接管線通到旋轉(zhuǎn)盤(pán)圓周的七個(gè)孔。由于七個(gè)孔總是和固定盤(pán)的24個(gè)孔中的七個(gè)孔相通，所以物料能通過(guò)固定盤(pán)的七個(gè)孔通向相應(yīng)的七根管線。第102頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第103頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

臥式吸附器對(duì)二甲苯分離的工藝流程如圖2-21(p118)。操作原理和立式吸附塔基本相同，只是吸附器為臥式，其中也分成24個(gè)獨(dú)立的室，室中裝有固定的吸附劑。各室有六個(gè)閥門(mén)(原料進(jìn)口閥、脫附劑進(jìn)口閥、抽出液出口閥、抽余液出口閥、回流液進(jìn)口閥、室與室的連接閥)，24室共有閥門(mén)144只，由閥門(mén)的切換來(lái)完成進(jìn)出口點(diǎn)的位置變化。并由電子計(jì)算機(jī)控制閥門(mén)的周期性切換。第104頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

吸附分離法分離對(duì)二甲苯具有單程收率高工藝條件緩和、無(wú)腐蝕，無(wú)毒性，全部液相操作，不需特殊材質(zhì)制作設(shè)備，投資小和能耗低等優(yōu)點(diǎn)。第105頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第106頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月異構(gòu)化是指某一分子在催化劑作用下分子結(jié)構(gòu)的變異。二甲苯異構(gòu)化目的：將間二甲苯轉(zhuǎn)化為對(duì)二甲苯及鄰二甲苯，或?qū)㈤g二甲苯及鄰二甲苯轉(zhuǎn)化為對(duì)二甲苯。二甲苯的異構(gòu)體：對(duì)二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、乙苯。芳烴的異構(gòu)化第107頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在硅鋁催化劑存在下研究證明：鄰二甲苯異構(gòu)化的主要產(chǎn)物是間二甲苯，對(duì)二甲苯異構(gòu)化的主要產(chǎn)物也是間二甲苯，而間二甲苯異構(gòu)化的產(chǎn)物中，鄰二甲苯與對(duì)二甲苯含量十分接近。這一事實(shí)表明，二甲苯異構(gòu)化時(shí)甲基只能向相鄰的碳原子上轉(zhuǎn)移，而不能向相間的碳原子上轉(zhuǎn)移。所以，二甲苯異構(gòu)化是串連可逆反應(yīng)，反應(yīng)模式為：

化學(xué)反應(yīng)第108頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月非臨氫異構(gòu)化總反應(yīng)模式這種沒(méi)有外來(lái)氫的反應(yīng)稱為非臨氫異構(gòu)化。非臨氫異構(gòu)化，有生焦現(xiàn)象，由于生焦，催化劑失活快。故在工藝上引入氫，實(shí)行臨氫異構(gòu)化。第109頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月臨氫異構(gòu)化總反應(yīng)模式第110頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在貴金屬催化劑存在下，乙苯通過(guò)“環(huán)烷橋”轉(zhuǎn)化為二甲苯：第111頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月異構(gòu)化工藝1）按催化劑功能劃分，有二甲苯異構(gòu)化工藝、二甲苯及乙苯共同異構(gòu)化工藝；2）按有無(wú)外加氫參與反應(yīng)劃分，有非臨氫異構(gòu)化及臨氫異構(gòu)化工藝；3）按“相”劃分，有液相異構(gòu)化及氣相異構(gòu)化工藝。第112頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二甲苯異構(gòu)化工藝流程及操作參數(shù)（自學(xué)）第113頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、生產(chǎn)原理三、烷基化方法----乙苯生產(chǎn)工藝

一、概述苯烷基化生產(chǎn)乙苯第五節(jié)芳烴的烷基化第114頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

芳烴烷基化：是指將芳烴分子中的苯環(huán)上的一個(gè)或多個(gè)氫原子用烷基所取代而生成烷基苯的反應(yīng)。主要用于生產(chǎn)乙苯,異丙苯和十二烷基苯等一、概述原料芳烴(苯)烷基化劑＋催化劑產(chǎn)物乙烯、丙烯、十二烯等第115頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月乙苯概述１.乙苯的性質(zhì)和用途2．生產(chǎn)方法物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)苯和乙烯烷基化

芳烴生產(chǎn)過(guò)程的C8芳烴分離

用途乙苯是無(wú)色透明液體，具有芳香氣味，沸點(diǎn)136.2℃，凝固點(diǎn)－94.5℃。可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚等，而幾乎不溶于水。乙苯側(cè)鏈容易氧化。例如，用強(qiáng)氧化劑（高錳酸鉀等）氧化可生產(chǎn)苯甲酸；若用緩和的氧化劑或在緩和的反應(yīng)條件下進(jìn)行氧化，則生成苯乙酮。也可脫去l個(gè)氫原子而形成C=C雙鍵，生成苯乙烯。乙苯是一個(gè)重要的有機(jī)化工中間體；其次是用作溶劑、稀釋劑以等第116頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、生產(chǎn)原理1、主副反應(yīng)2、烷基化催化劑

3、反應(yīng)機(jī)理第117頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．主、副反應(yīng)

控制苯和烯烴的用量比，減少二烷基苯和多烷基苯的生成。放熱反應(yīng)熱力學(xué)上有利芳烴縮合和烯烴的聚合反應(yīng)二烷基苯的異構(gòu)化多烷基苯的生成烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)第118頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．烷基化催化劑酸性鹵化物的絡(luò)合物磷酸/硅藻土BF3/γ－Al2O3ZSM－5分子篩催化劑第119頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

工業(yè)生產(chǎn)中將無(wú)水A1CI3溶于芳烴中，并同時(shí)通入HCl(或加入少量水，使少量A1Cl3水解產(chǎn)生HCl)配制成芳烴·H+AlCl4-的復(fù)合體，制成AlCl3絡(luò)合物。酸性鹵化物的絡(luò)合物純的無(wú)水AlCl3＋助催化劑HCl或RCIHAlCl4或RAlCl4絡(luò)合物工業(yè)上常用的是AlCl3絡(luò)合物紅棕色液體第120頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月其它酸性鹵化物如AlBr3、BF3、ZnCl2、FeCl3等絡(luò)合物，也是極好的苯烷基化催化劑，活性次序?yàn)锳lBr3

＞AlCl3

＞FeCl3

＞BF3＞ZnCl2

。HAlCl4或RAlCl4絡(luò)合物特點(diǎn)：1.催化活性很高，可使反應(yīng)在100℃左右進(jìn)行，還使多烷基苯與苯發(fā)生烷基轉(zhuǎn)移作用。2.強(qiáng)酸性。對(duì)設(shè)備、管道具有強(qiáng)腐蝕性。第121頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磷酸/硅藻土質(zhì)子酸類主要有H2SO4、H3PO4、HF等。最常采用的是磷酸/硅藻土BF3/γ－Al2O3具有強(qiáng)腐蝕性和毒性。第122頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

ZSM-5沸石分子篩截面孔道結(jié)構(gòu)

ZSM-5沸石系三維直通道交叉結(jié)構(gòu)，基本結(jié)構(gòu)單元仍然是TO4(T=Si或Al)四面體，次級(jí)結(jié)構(gòu)單元由八個(gè)五元環(huán)組成特點(diǎn)擇形吸附選擇性擇形催化選擇性離子交換選擇性ZSM-5分子篩簡(jiǎn)介ZSM－5分子篩催化劑用于乙苯生產(chǎn)時(shí)用15-20%低濃度的乙烯作烷基化劑，乙烯轉(zhuǎn)化率達(dá)100%，乙苯選擇性達(dá)99%第123頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、苯烷基化生產(chǎn)方法-----乙苯生產(chǎn)工藝

1.液相烷基化法2.氣相烷基化法傳統(tǒng)的無(wú)水三氯化鋁法高溫均相無(wú)水三氯化鋁法乙苯生產(chǎn)工藝以BF3－Al2O3為催化劑的Alkar法ZSM-5分子篩催化劑的Mobil-Badger法第124頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.液相烷基化法（1）傳統(tǒng)的無(wú)水三氯化鋁法①反應(yīng)條件●苯與乙烯的烷基化反應(yīng)，烷基化反應(yīng)為放熱反應(yīng)。按熱力學(xué)計(jì)算，溫度在50一250℃范圍內(nèi)，其平衡常數(shù)K值都很大，主、副反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率幾乎接近100％?！袢绻豢紤]平衡的關(guān)系，則反應(yīng)溫度選定50℃即可，但實(shí)際上，溫度偏低，反應(yīng)速度太慢，很難在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡產(chǎn)率。溫度第125頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度●提高反應(yīng)溫度，雖可以加快乙基化的反應(yīng)速度，但不利于烯烴的吸收（本質(zhì)結(jié)果就是轉(zhuǎn)化率低）。●反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)．選定與苯沸點(diǎn)相近的溫度，即80℃左右較為適宜——沸騰氣化移走反應(yīng)熱?！裢榛磻?yīng)的最宜溫度為80一100℃（考慮絡(luò)合物催化劑的熱穩(wěn)定性及防腐材料的耐熱性）工業(yè)上控制在95℃左右第126頁(yè)，課件共142頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月乙烯與苯的摩爾比乙烯/苯的摩爾比增大時(shí)，乙苯與多乙苯的平衡組成都隨之提高摩爾比愈小，末反應(yīng)的苯也愈多，能量消耗則愈大，適宜的理論摩爾比為0.5—0.6