芳烴的主要生產(chǎn)過程
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2023-06-19分類:無機化工瀏覽:259
重整汽油中芳烴可用萃取法分出。裂解汽油中的芳烴,也常用萃取法分出,但在萃取前需用催化加氫法除去不穩(wěn)定的雙烯烴、單烯烴和含硫化合物等(見芳烴抽提)。由于裂解汽油中芳烴含量較高,因此也可用萃取精餾分離出芳烴。常用的萃取劑有n,n-二甲基甲酰胺、n-甲酰嗎啉、ν-甲基吡咯烷酮、環(huán)丁砜等。在萃取精餾塔中,非芳烴從塔頂蒸出,芳烴與溶劑留在塔底。此法與萃取法相比,設(shè)備簡單、操作費用低,但芳烴收率略低。煤煉焦副產(chǎn)的焦爐煤氣,經(jīng)吸收得吸收液,分離出其中粗苯餾分,內(nèi)含c8、c9芳烴,可再精餾分離。煤煉焦副產(chǎn)煤焦油,經(jīng)分餾可得輕油、酚油、萘油、洗油、蒽油、瀝青等餾分,再用精餾、結(jié)晶等方法分離得到苯系、萘系、蒽系芳烴。芳烴中,苯、對二甲苯用途廣,需求量大;甲苯、間二甲苯、c9芳烴等用途較少。工業(yè)上可通過各種轉(zhuǎn)化過程將甲苯、間二甲苯、c9芳烴等轉(zhuǎn)化為苯、對二甲苯等。轉(zhuǎn)化過程中主要進行烷基化、脫烷基、異構(gòu)化、歧化以及烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。
實驗室甲苯怎么制作? 要化學式
在工業(yè)生產(chǎn)中主要以石油為原料。我國石油級甲苯的生產(chǎn)主要有兩種生產(chǎn)路線:1,由煉廠抽提,原料是催化重整汽油。2,由石化廠抽提,原料是加氫裂解汽油(PY GAS)。在第二次世界大戰(zhàn)期間,由于石油供應(yīng)的匱乏,德國也嘗試過用苯或甲醇為原料的制備法。在制備過程中主要的副產(chǎn)品是乙烯和丙烯。每年甲苯的全球產(chǎn)量大約為五百萬至一千萬噸。從石油中直接提取或?qū)⒚禾扛绅s的方法雖然簡單,但都是不經(jīng)濟的。工業(yè)上主要采用將石油裂解并將所得到的產(chǎn)物之一正庚烷脫氫成環(huán)的方法。
1,煤焦化副產(chǎn)的粗苯餾分中含甲苯15%~20%(質(zhì)量),其數(shù)量與原料煤的性質(zhì)、焦化深度有關(guān)。一般生產(chǎn)每噸焦炭可副產(chǎn)甲苯1.1~1.3kg。用硫酸洗除粗苯餾分中不飽和烴和雜質(zhì),再經(jīng)堿中和、水洗、精餾,可得到純度很高的甲苯。
2,催化重整油中含芳烴50%~60%(體積),其中甲苯含量可達40%~45%。催化重整油采用二甘醇、環(huán)丁砜、Ν -甲基吡咯烷酮等溶劑進行萃取以回收芳烴(見芳烴抽提),最后經(jīng)精餾得到高純度甲苯。
3,裂解汽油中芳烴含量為70%(質(zhì)量)左右,其中15%~20%是甲苯。裂解汽油經(jīng)兩段加氫脫除二烯烴、單烯烴和微量硫,再經(jīng)萃取、精餾,可得到純度99.5%以上的甲苯。
實驗室這是一個烷基化的過程啦 傅-克烷基化咯
C6H6+CH3Cl=三氯化鋁=C6H5CH3+HCl(反應(yīng)號應(yīng)用箭頭 )
用天然氣怎么合成丁二烯?
丁二烯
工業(yè)上主要是1,3-丁二烯,CH2=CH—CH=CH2。是易燃、易爆的氣體,加壓冷卻易液化。沸點-4.41℃,臨界溫度152℃,臨界壓力4.32MPa。是丁苯橡膠的重要單體。
沿革 丁二烯的生產(chǎn)與合成橡膠工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)。20世紀20年代,德國開始用乙炔生產(chǎn)丁二烯,進而生產(chǎn)了合成橡膠。第二次世界大戰(zhàn)期間,對天然橡膠的大量需求,促使人們尋求合成橡膠的單體──丁二烯的生產(chǎn)途徑。當時,除德國采用乙炔法外,美國、蘇聯(lián)等采用乙醇法生產(chǎn)丁二烯。稍后,美國又發(fā)展了從石油出發(fā)生產(chǎn)丁二烯。到戰(zhàn)爭結(jié)束,美國年產(chǎn)丁二烯550kt,其中約60%來自石油化工。戰(zhàn)后,石油化工的發(fā)展促進了丁二烯的生產(chǎn)。
生產(chǎn)方法 有碳四餾分分離和合成法(包括丁烷脫氫、丁烯脫氫、丁烯氧化脫氫等)兩種。目前除美國外,世界各國丁二烯幾乎全部直接來自烴類裂解制乙烯時的副產(chǎn)碳四餾分(又可寫為C4餾分)。美國丁二烯的來源,大約一半來自丁烷、丁烯脫氫,一半直接來自裂解C4餾分。
由C4餾分分離 以石腦油或柴油為裂解原料生產(chǎn)乙烯時,副產(chǎn)的C4餾分一般為原料量的8%~10%(質(zhì)量),其中丁二烯含量高達40%~50%(質(zhì)量),所以,從裂解C4餾分中分離丁二烯是經(jīng)濟的生產(chǎn)方法。工業(yè)上均采用萃取精餾的方法,即由餾分中加入乙腈、甲基甲酰胺等溶劑增大丁二烯與其他C4烴的相對揮發(fā)度,通過精餾分離(見碳四餾分分離)得到丁二烯。
丁烷脫氫 由天然氣或C4餾分中分離所得的丁烷,可脫氫制取丁二烯。丁烷脫氫是強吸熱過程,需要輸入大量的熱量才能獲得有經(jīng)濟價值的轉(zhuǎn)化率,但同時裂解和產(chǎn)物二次反應(yīng)也顯得突出。因此,過程的關(guān)鍵是選擇一種高活性的催化劑,并要求盡可能降低溫度。有兩種工藝方法已在工業(yè)上得到應(yīng)用:
① 菲利浦法 即二步法,第一步反應(yīng)使用鉻鋁(氧化鉻載在氧化鋁上)催化劑,溫度600℃,將丁烷脫氫為丁烯,轉(zhuǎn)化率30%,選擇性80%;第二步反應(yīng)使用類似催化劑,溫度650℃,將丁烯脫氫為丁二烯,轉(zhuǎn)化率27%,選擇性76%。此法生產(chǎn)步驟多,操作麻煩,工業(yè)應(yīng)用不廣。
② 胡德利法 該法在600℃、15kPa和絕熱條件下使丁烷一步脫氫成丁二烯。催化劑為浸漬了18%~20%氧化鉻的活性氧化鋁,每反應(yīng)4~10min進行一次催化劑再生。因系減壓操作,催化劑再生十分麻煩,設(shè)備條件苛刻,要求配有大口徑耐高溫快速啟閉的閥門及大容量真空設(shè)備。反應(yīng)過程實際上是丁烷與丁烯的混合脫氫。反應(yīng)氣體分出丁二烯后進行循環(huán),并與新鮮的丁烷混合進入脫氫反應(yīng)器。以原料丁烷計,單程轉(zhuǎn)化率28%,選擇性55%~60%,此法只在美國采用,近年產(chǎn)量日趨減少。
丁烯脫氫 美國在40年代末開發(fā)的方法,其工藝過程的基本原理與菲利浦法的第二步反應(yīng)相似,但反應(yīng)過程作了很多改進,主要是在丁烯原料中加入大量蒸汽以降低烴分壓,在有利于脫氫平衡條件下進行反應(yīng)。此法所用催化劑(氧化鉻和穩(wěn)定的鈣-鎳磷酸鹽)壽命較長,丁二烯選擇性較高(約90%),但蒸汽用量大,60年代后被丁烯氧化脫氫法取代。
丁烯氧化脫氫 丁烯催化脫氫反應(yīng)是可逆反應(yīng),轉(zhuǎn)化率因受化學平衡限制而不高,氧化脫氫法是在脫氫時通入氧氣(空氣),改脫氫反應(yīng)為氧化反應(yīng),從而大幅度提高丁烯的轉(zhuǎn)化率及丁二烯的選擇性,其反應(yīng)式為:
C4H8+1/2O2─→C4H6+H2O
丁烯氧化脫氫是1965年在美國石油-得克薩斯化學公司工業(yè)化,過程采用鐵尖晶石催化劑(見金屬氧化物催化劑),反應(yīng)器溫度入口約350℃、出口約580℃,丁烯轉(zhuǎn)化率可達78%~80%,丁二烯選擇性92%~95%。氧化脫氫法的丁烯轉(zhuǎn)化率及選擇性較其他脫氫法高得多,因此,此法問世后被廣泛使用。在美國,70年代末有70%廠家采用此法生產(chǎn)丁二烯。
用途 丁二烯是重要的聚合物單體,能與多種化合物共聚制造各種合成橡膠和合成樹脂。其每年消耗量中,大約有90%以上用于合成丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠及ABS樹脂等;少量用于生產(chǎn)環(huán)丁砜、1,4-丁二醇(見丁二醇)、己二腈、己二胺、丁二烯低聚物及農(nóng)藥克菌丹等。
安全 丁二烯極易著火,與空氣混合能形成爆炸性氣體,爆炸極限2%~11.5%(體積)。丁二烯與氧接觸能形成過氧化物,如在室溫下與空氣接觸一晝夜時能生成120ppm過氧化物,50℃下則可生成460ppm。過氧化物的存在能導(dǎo)致嚴重的爆炸事故。因此,貯運時必須與空氣隔絕,并加入適量的阻聚劑。另外,丁二烯對皮膚、眼睛及呼吸道有刺激作用,8小時操作時空氣中含量不允許超過1000ppm。
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