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急需,甲苯生產(chǎn)方法

作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2023-05-29分類:無機化工瀏覽:159


導(dǎo)讀:甲苯是石油化工生產(chǎn)中一種易得產(chǎn)品,也是一種用量極大的化工中間體。但是隨著人們對生態(tài)環(huán)境要求的提高,石油化工的副產(chǎn)品甲苯不能滿足食品和化妝品等生產(chǎn)的品質(zhì)要求,因此開發(fā)人員將眼光投向了...

甲苯是石油化工生產(chǎn)中一種易得產(chǎn)品,也是一種用量極大的化工中間體。但是隨著人們對生態(tài)環(huán)境要求的提高,石油化工的副產(chǎn)品甲苯不能滿足食品和化妝品等生產(chǎn)的品質(zhì)要求,因此開發(fā)人員將眼光投向了天然原料。而天然甲苯不能從動植物直接提取,必須通過化學(xué)方法制取。根據(jù)對世界天然動植物原料利用的調(diào)研,我們發(fā)現(xiàn),借助化工生產(chǎn)的基本技術(shù),可以利用植物油煉制的副產(chǎn)品雙戊烯制備出天然的甲苯,并開發(fā)出有效的新技術(shù)。目前此技術(shù)已申請專利。

本技術(shù)通過兩步實現(xiàn)甲苯的生產(chǎn)。首先將雙戊烯催化脫氫異構(gòu)成對異丙基甲苯,催化劑為沸石-金屬雙功能復(fù)合物。轉(zhuǎn)化過程在常壓、低溫(≤300℃)下進行,對異丙基甲苯收率可達50%以上。然后對異丙基甲苯裂解制取甲苯,催化劑為沸石型復(fù)合物,裂解反應(yīng)在常壓、中溫(300—500℃)下實現(xiàn),對異丙基甲苯的轉(zhuǎn)化率可達90%以上,收率可達80%以上。考慮中間分離因素,兩步過程的總收率可達35%以上。

本技術(shù)的特點是:操作條件溫和,原料和產(chǎn)品均對生態(tài)友好,易于生產(chǎn)推廣;產(chǎn)品適用于食品、化妝品等精細品的生產(chǎn),具有較高的附加值,投產(chǎn)后能快速回收成本,獲得較高的利潤,因而也適合于各種規(guī)模的投資開發(fā)。

苯酚的生產(chǎn)原理和生產(chǎn)方法

苯酚最早是從煤焦油回收,目前絕大部分是采用合成方法。到20世紀60年代中期,開始采用異丙苯法生產(chǎn)苯酚、丙酮的技術(shù)路線,已發(fā)展占世界苯酚產(chǎn)量的一半,目前采用該工藝生產(chǎn)的苯酚已占世界苯酚產(chǎn)量的90%以上。其他生產(chǎn)工藝有甲苯氯化法、氯苯法、磺化法。我國的生產(chǎn)方法有異丙苯法和磺化法兩種。由于磺化法消耗大量硫酸和燒堿,我國也將只保留少數(shù)磺化法裝置,逐步以異丙苯法生產(chǎn)為主。

異丙苯法

丙烯與苯在三氯化鋁催化劑作用下生成異丙苯,異丙苯經(jīng)氧化生成過氧化異丙苯,再用硫酸或樹脂分解。同時得到苯酚和丙酮。每噸苯酚約聯(lián)產(chǎn)丙酮0.6t。原料消耗定額:苯1150kg/t、丙烯600kg/t。

磺化法

以苯為原料,用硫酸進行磺化生成苯磺酸,用亞硫酸中和,再用燒堿進行堿熔,經(jīng)磺化和減壓蒸餾等步驟而制得。原料消耗定額:純苯1004kg/t、硫酸(98%)1284kg/t、亞硫酸鈉1622kg/t、燒堿(折100%)1200kg/t。

以乙烯為原料生產(chǎn)環(huán)氧乙烷有兩種方法:經(jīng)典的方法是氯代乙醇法(總反應(yīng):)現(xiàn)代化工采用銀作催化劑的新方

工藝一除生成環(huán)氧乙烷外還有CaCl2和H2O的生成,副產(chǎn)物多,原子利用率低;
工藝二乙烯和氧氣反應(yīng)全部生成了環(huán)氧乙烷,原子利用率為100%,原子利用率高;
“綠色化學(xué)”的最大特點在于它是在始端就采用預(yù)防實際污染的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,工藝一:除生成環(huán)氧乙烷外還有CaCl2和H2O的生成,還使用有毒氣體氯氣,不符合綠色化學(xué)的原則;工藝二:乙烯和氧氣反應(yīng)全部生成了環(huán)氧乙烷,原子利用率為100%,符合綠色化學(xué)的原則,
故選B.

苯乙烯的生產(chǎn)

生產(chǎn)苯乙烯的原料是乙苯。目前,世界上90%以上的乙苯是由苯和乙烯烷基化生產(chǎn)制得,一分子乙烯在適當條件下與一分子苯作用生成一分子乙苯。
乙苯
乙基苯的俗稱,無色,具有芳香氣味的可燃液體,沸點136.19°C。熔點(℃) -94.9,可由苯通過烷基化或直接從碳八芳烴分離獲得,主要用于制造苯乙烯,少量用于有機合成工業(yè),如制成苯乙酮用于香料、醫(yī)藥等方面。

現(xiàn)在工業(yè)上約有90%的乙苯是通過苯烷基化生產(chǎn)的。
1.生產(chǎn)工藝方法
液相法 液相法使用的催化劑為三氯化鋁,反應(yīng)器為塔式,反應(yīng)溫度范圍在125~140℃,反應(yīng)壓力在0.2~0.4Mpa,使乙烯與苯反應(yīng)生成乙苯:

副反應(yīng)是乙苯進一步用乙烯烷基化生成多乙苯。工業(yè)上將苯的轉(zhuǎn)化率限制在52%~55%左右,并采用高的苯與乙烯配料比(摩爾比一般為2左右),以防止生成更多的二乙苯與多乙苯。乙苯的平均收率為94%~96%。應(yīng)嚴格控制原料苯和乙烯中的硫化物、乙炔等雜質(zhì),以減少三氯化鋁的消耗。一般烴化液的組成(質(zhì)量%):苯40,乙苯47,多乙苯(主要是二乙苯)13。反應(yīng)前應(yīng)將苯干燥至水含量30mg/kg以下,乙烯純度為99.9%。反應(yīng)產(chǎn)物(粗乙苯)用精餾分離得到乙苯,分離得到的苯再循環(huán)使用。
氣相法 氣相法的設(shè)備是固定床式,催化劑為磷酸負載在硅藻土構(gòu)成的催化劑。反應(yīng)溫度為200~250℃,反應(yīng)壓力為1.4Mpa.
關(guān)于乙烯的綜合純度指標高低不是關(guān)鍵,關(guān)鍵是應(yīng)在預(yù)處理中除掉硫及硫化物,氮化物和乙炔。純化后的乙烯與氣-液混合物苯混合后通過負載催化劑的固定床反應(yīng)器,并產(chǎn)生放熱反應(yīng),將反應(yīng)生成物進行冷凝和冷卻。未參加反應(yīng)的惰性氣體循環(huán)并與進料反應(yīng)物混合重新被使用。被冷凝下來的液相反應(yīng)產(chǎn)物用精餾分離,被分離出的苯再循環(huán)使用,乙苯進入罐壓。這種工藝的問題是需采用高苯/乙烯比例,以防止多烷基苯的產(chǎn)生(因?qū)Χ嗤榛胶筇幚碛须y度)。這種工藝的優(yōu)勢是反應(yīng)器成本低(用低碳鋼),催化劑成本低,對催化劑再生處理工序少。

2.乙苯精制 乙苯精致采用精餾分離,通常為三步進行。第一步是將苯分離出來,第二步是將乙苯分離出來,第三步是將多乙苯分離出來

乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯
乙苯在催化劑作用下,達到550~600℃時脫氫生成苯乙烯:

乙苯脫氫是一個可逆吸熱增分子反應(yīng),加熱減壓有利于反應(yīng)向生成苯乙烯方向進行。工業(yè)上采用的方法是在進料中摻入大量高溫水蒸氣,以降低烴分壓,并提供反應(yīng)所需的部分熱量,水蒸氣與烴的摩爾比(簡稱水比)視反應(yīng)器類型的不同而異,范圍約在6~14之間。
反應(yīng)器 乙苯脫氫反應(yīng)器有等溫和絕熱兩種。等溫反應(yīng)器為列管式,已很少采用。使用絕熱反應(yīng)器時,反應(yīng)所需的熱量由提高進料溫度(610~660℃)和加大水比(≈14)而帶入。但溫度過高將引起乙苯的熱裂解,通常采用徑向反應(yīng)器,以減小氣體通過催化劑層的溫度降、壓力降,并分段引入過熱蒸汽,使軸向溫度分布均勻。

催化劑 早期采用的有美國加利福尼亞標準油公司的鎂系催化劑和德國法本公司的鋅系催化劑。第二次世界大戰(zhàn)后,廣泛采用美國殼牌石油公司開發(fā)的以氧化鐵為主要成分的催化劑(Fe2O3:K2O:Cr2O3=87:10:3),乙苯轉(zhuǎn)化率約60%,選擇性約87%。1978年,又出現(xiàn)了一種加有多種助催化劑的鐵系催化劑,苯乙烯選擇性可達95%,加入的助催化劑多為堿金屬或堿土金屬,如鉀、釩、鉬、鎢、鈰、鉻等。80年代工業(yè)上仍在繼續(xù)努力開發(fā)適用于低水比的催化劑,以節(jié)約能耗。
2.工藝流程簡介
包括乙苯脫氫和苯乙烯精餾分離兩部分。乙苯在反應(yīng)器內(nèi)轉(zhuǎn)化率約在35%~40%,脫氫液約含乙苯55%~60%,苯乙烯35%~40%以及少量苯、甲苯及焦油等。用精餾方法可分出苯乙烯成品。由于乙苯和苯乙烯的沸點比較接近,分離時所需塔板數(shù)較多,而苯乙烯在較高溫度下又極易聚合。為了減少聚合反應(yīng)的發(fā)生,除加對苯二酚或硫等阻聚劑外,尚需采用減壓操作,并使用塔板效率高、阻力小的新型塔器或新型高效填充塔,使塔釜溫度不超過90℃。苯乙烯精餾塔塔頂產(chǎn)品為苯乙烯,濃度可達99.6%。

標簽:苯乙烯生產(chǎn)催化劑生產(chǎn)


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