甲苯加氢
[生产管控知识]甲苯加氢生产甲基环己烷中试工艺设计
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第一章引言1.1概述1.1.1甲基环己烷物理性质及用途甲基环已烷(Methyl cyclohexane)CH3C6H11,98.2g/mol,含量≥99.5%,熔点(℃):-126.4,密度(水=1):0.79,沸点(℃):100.3,对蒸气密度(空气=1):3.39,饱和蒸汽压(kPa)5.33(22℃),燃烧热(kJ/mol):4563.7,临界温度(℃):299.1,临界压力(MPa):3.48,闪点(℃):-3.8,爆炸上限%(V/V):6.7,引燃温度(℃):250,爆炸下限%(V/V):1.2,溶解性:不溶于水,溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯、石油醚、四氯化碳等。
本品为无色液体,有特殊香味。
甲基环己烷对酸、碱比较稳定。
在三氯化铝作用下异构化为乙基环戊烷和二甲基环戊烷。
在紫外光或过氧化物存在下能发生氧化反应。
在催化剂存在条件下发生脱氢反应生成甲苯。
不溶于水,能与丙酮、苯、乙醚、四氯化碳、乙醇、高级醇相混溶。
在室内装修中,不为国家限制级有机溶剂,环保效果较苯要好。
甲基环己烷是重要的有机溶剂和萃取剂,可用作橡胶、涂料、清漆用溶剂,用作油脂萃取剂等。
甲基环己烷可用于有机合成,作溶剂及分析试剂。
除此之外甲基环己烷也可用作校正温度计的标准物。
涂改液一般也是以甲基环己烷做为主要成分。
1.1.2 生产方法在150℃、约11MPa压力下加氢反应5h,加得到较纯的甲基环已烷。
精制时可用浓硫酸、水、5%氢氧化钠溶液和水依次洗涤,用脱水剂干燥,最后进行蒸馏而得成品。
2小时(小鼠吸入) 亚急性和慢性毒性:兔暴露于40g/m3,6小时/天,每周5天,2周后全部死亡;13.3g/m3,10周共300小时,出现肝肾轻微损害。
危险特性:其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。
遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。
与氧化剂能发生强烈反应,引起燃烧或爆炸。
在火场中,受热的容器有爆炸危险。
高速冲击、流动、激荡后可因产生静电火花放电引起燃烧爆炸。
粗苯加氢工艺介绍

成份 H2 O2 N2 CH4 CO CO2 C2H 6
含量V% 59.15 0.27 4.09 21.05 8.93 3.69 0.63
C2H4 2.18
∑ 99.99
2、煤气中杂质的含量
煤气中杂质的含量直接影响到煤气压缩机的使用时间 和吸附剂的使用寿命,另外直接影响到氢气的纯度。 下表是煤气中对杂质含量的要求:
5、流程框图
解析气
焦炉煤气
脱硫
产品氢气
干燥
甲醇驰放气
压缩 脱氧
预处理 PSA
6、工艺说明
装置分为4个主要工艺过程:脱硫工序、压缩预处理工序、变压吸附工序和 脱氧干燥工序。 (1)脱硫工序 从界外来的焦炉煤气在压力5KPa、常温下进入脱硫器脱除硫化氢和焦油。脱 硫器内装脱硫剂,采用干法脱硫。脱硫器共1台,脱硫剂吸附饱和后一次性 更换。 (2)压缩预处理工序 脱硫后的焦炉气经压缩机增压到1.35 MPa后,经除油器除去压缩所带的油, 再进入预处理器,进一步脱除其中的烷烃、芳烃、硫化物等,得到符合变压 吸附原料气要求的净化气。预处理后的焦炉煤气进入变压吸附工序。本工序 由1台压缩机、2台预处理器、1台解吸气加热器、13台程序控制阀和一系列 手动阀组成。
四、去除杂质的方法
根据不同的杂质,苯加氢工艺采用不同的方法将其去除。
1、苯烃类化合物:
因为其沸点较高,在150℃以上,可通过脱重组分塔简单蒸馏脱除
,主要进入重苯馏分。
2、不饱和化合物: 含有不饱和键,利用预反应器加氢生成饱和物脱除。
反应方程式如下:
NiMo
CnH2n +H2
CnH2n+2
(Ni-Mo催化剂)
苯、甲苯、二甲苯
酸焦油、再生酸
甲苯加氢脱烷基化制苯概念设计

的结焦。
首先考虑该反应的选择性问题,所谓选择性指的是每转化一摩尔的甲苯能生成的苯的量,我
们将选择性记为 S。
由文献知,该反应过程的选择性和转化率的关系如下表:
HDA 过程的选择性
S
0.99
0.985
0.977
0.97
0.93
X
0.5
0.60
0.70
0.75
0.85
1.用回归的方法处理以上这些数据,可得到转化率 X 与选择性 S 之间的关系:
案例分析 本例是甲苯的加氢脱烷基化制苯,有关的化学反应:
甲苯 H 2 苯 CH 4
2苯 联苯 H 2
反应条件:反应器进口的温度变化范围是 1150℉(低于此温度时反应速度太慢)到 1300oF(高
于此温度时会产生大量的加氢裂化),而且反应器的压力=500psia。需要后的气体必须迅速冷至 1150oF,以免反应器后续的换热器内
甲苯加氢脱烷基化制苯概念设计
概念设计是依据开发性基础研究的结果、文献的数据、现有类似装置的操作数据和工程 经验,按照所开发的新技术工业化规模而做出的预想设计。其目标是寻找最佳工艺流程和估 算最佳设计条件。由于任何过程都可提出许多方案,而并非所有的方案都可行,所以在那么 多方案中找到可行方案是一件很困难的任务。分层次决策就是针对这个问题提出的,它能从 众多方案中排除大量无意义的方案。分层次决策法的做法是把设计问题简化为多层次的决 策,借助这种方式可以把一个庞大而复杂的问题分解成许多小问题,处理起来回简单的多。 注意力集中在每一层次里所必须做的决策上,就可以辨明可用于解决该问题的已有技术,而 无须排除某些新技术或许能提供的更好解决方法。此外,通过列举我们所能提出的每一决策 方案,就可以系统地产生出一张工艺替代的清单。
(完整版)甲苯加氢脱烷基化制苯

化工过程分析和概念设计甲苯加氢脱烷基化制苯院系:化工学院专业:化学工程学生:李荷华指导教师:钱宇教授陆恩锡教授2001.6.1概念设计概念设计是依据开发性基础研究的结果、文献的数据、现有类似装置的操作数据和工程经验,按照所开发的新技术工业化规模而做出的预想设计。
其目标是寻找最佳工艺流程和估算最佳设计条件。
由于任何过程都可提出许多方案,而并非所有的方案都可行,所以在那么多方案中找到可行方案是一件很困难的任务。
分层次决策就是针对这个问题提出的,它能从众多方案中排除大量无意义的方案。
分层次决策法的做法是把设计问题简化为多层次的决策,借助这种方式可以把一个庞大而复杂的问题分解成许多小问题,处理起来回简单的多。
注意力集中在每一层次里所必须做的决策上,就可以辨明可用于解决该问题的已有技术,而无须排除某些新技术或许能提供的更好解决方法。
此外,通过列举我们所能提出的每一决策方案,就可以系统地产生出一张工艺替代的清单。
这种方法的要点是运用某种手段区分问题空间的重要信息和细节,借助于抽象空间的分层次规划法,逐级引入不同的细节,可以显著提高解决问题的能力。
此概念随时可以延伸到分层次的空间,每一级所处理的细节对只它下面的是层空间为少,又都比它上面的空间为多。
只有在较高层次的空间里,成功的规划充分地证明了它的重要性时,才考虑它的细节,这种分层次的搜索过程可以大大减少所需搜索空间的份额。
案例分析本例是甲苯的加氢脱烷基化制苯,有关的化学反应:反应条件:反应器进口的温度变化范围是1150℉(低于此温度时反应速度太慢)到1300oF(高于此温度时会产生大量的加氢裂化),而且反应器的压力=500psia 。
需要用过量的氢(比值为5/1)来防止结焦,而且反应后的气体必须迅速冷至1150oF ,以免反应器后续的换热器内的结焦。
首先考虑该反应的选择性问题,所谓选择性指的是每转化一摩尔的甲苯能生成的苯的量,我们将选择性记为S 。
由文献知,该反应过程的选择性和转化率的关系如下表:1.用回归的方法处理以上这些数据,可得到转化率X 与选择性S 之间的关系:条件:气相、无催化剂。
加氢工艺反应类型及关键设备

加氢工艺反应类型及关键设备一、加氢工艺加氢反应属还原的范畴。
氢与其他化合物相互作用的反应过程,通常是在催化剂存在下进行的。
二、加氢反应类型1.按照加氢过程分类(1)直接加氢反应氢与一氧化碳或有机化合物直接加氢,例如一氧化碳加氢生产甲醇;己二脯加氢生产己二胺;环戊二烯加氢生产环戊烯。
(2)氢解反应氢与有机化合物反应的同时,伴随着化学键的断裂,这类加氢反应又称氢解反应,包括加氢脱烷基、加氢裂化、加氢脱硫等。
例如烷烧加氢裂化、甲苯加氢脱烷基制苯、硝基苯加氢还原制苯胺、油品加氢精制中非烧类的氢解。
2.按反应原料分类(1)不饱和焕烧、烯煌的三键和双键加氢反应在脂肪煌类的不饱和键上发生氢加成的反应。
如:环戊二烯加氢生产环戊烯等。
(2)芳煌加氢反应在芳香烧的芳环上发生氢加成的反应。
如:苯加氢生产环己烷;苯酚加氢生产环己醇等。
(3)含氧化合物加氢反应在含氧化合物的碳氧双键上发生氢加成的反应。
如:一氧化碳加氢生产甲醇;丁醛加氢生产丁醇;辛烯醛加氢生产辛醇等。
(4)含氮化合物加氢反应在含氮有机化合物的氮原子上发生的加氢反应。
如:己二精加氢生产己二胺;硝基苯催化加氢生产苯胺等。
(5)油品加氢反应对石油的储分油在催化剂和一定条件下进行加氢,以脱除其中有害的S、N等元素,如:渣油加氢改质;减压福分油加氢改质;催化脱蜡生产低凝柴油、润滑油基础油等。
三、加氢工艺关键设备和重点监控单元1加氢工艺的关键设备加氢工艺主要关键设备为加氢反应釜和氢气压缩机。
在加氢反应中,苯加氢工艺、烯泾加氢工艺、苯酚加氢工艺等多用管式反应器,也有使用釜式反应器的。
石化工业中,加氢反应多为塔式反应器。
3.加氢工艺的重点监控单元加氢工艺重点监控单元为加氢反应单元和氢气压缩单元。
加氢工艺加氢反应单元和氢气压缩单元重点监控加氢反应釜或催化床层温度、压力、加氢反应釜内搅拌速率、氢气流量、系统氧含量、反应物质的配比、加氢反应尾气组成等。
氢气压缩单元重点监控氢气压缩机运行参数等。
(整理)环己酮装置生产原理

生产原理简述1苯加氢1.1反应原理苯分子在一定的温度、压力和催化剂存在的条件下,与氢分子发生加成反应,生成环己烷,并放出大量的反应热。
Ni-Al2O3C6H6+3H2————→ C6H12+△H,△H=-216.5KJ/mol135~180℃Ni-Al2O3C7H8+3H2 ————→ C7H14+△H,△H=-204KJ/mol180℃该反应为体积缩小放热的平衡反应,高压低温有利于反应向右进行。
以Al2O3为载体的镍催化剂,具有六方晶体结构,镍原子之间的距离为 2.48A。
,具有满足使氢活化的最佳晶格参数,因而可与苯环结构相适应,使苯加氢具有满意的效率和良好的选择性。
在苯加氢过程中,首先是氢分子在催化剂表面受到两个距离适中的活性中心吸附而变形,造成氢原子之间键的断裂,从而发生氢的离解。
↓NiH2 =====2H++2e苯分子在镍表面上,由于结构上的适应,苯环上的碳原子被催化剂表面的活化中心吸引,在活化中心拉力的作用下,使苯环上的三个键减弱而活化,并接受表面氢所放出的电子而使苯环离子化,带上负电。
这样,在催化剂的表面上,被吸引的和活化了的苯分子随着活化中心移动,带有两种相反电荷的离子彼此吸引而中和各自的电性,同时活化了的π键,被活性氢原子所饱和,从而完成了苯环上的加氢反应。
苯与氢在催化剂表面进行加氢反应的过程,一般有以下几个步骤:①苯和氢的气体主流扩散到催化剂颗粒的外表面。
②苯氢组分从颗粒外表面通过微孔扩散到催化剂颗粒的内表面。
③苯、氢组分在内表面上被吸附。
④被吸附的苯、氢组分在内表面上进行加氢反应,生成环己烷。
⑤环己烷组分在内表面脱附。
⑥环己烷组分从催化剂颗粒内表面通过微孔扩散到催化剂颗粒外表面。
⑦反应生成物环己烷从催化剂颗粒外表面扩散到气体主流中。
在以上过程中,关键是被吸引的和活化了的苯分子在催化剂颗粒内表面活化中心的吸附、移动和反应,这一反应过程与一般的气固相催化反应过程是一致的。
1.2影响因素1.2.1反应器结构的影响苯加氢反应是在固定床列管反应器中进行的放热反应,以管间热水汽化的方式移出反应热。
苯加氢反应方程式

苯加氢反应方程式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:苯加氢反应是有机化学中一种非常重要的反应,也被称为氢化反应。
在这种反应中,苯分子通过加氢反应转化为环己烷分子,这是一种重要的有机化合物。
苯加氢反应通常需要一定的催化剂和特定的反应条件,反应方程式如下:C6H5CH3 + 3H2 → C6H11CH3反应中,苯乙烷(甲苯)和氢气在催化剂的作用下发生反应,生成环己基甲烷。
这个反应是通过重氮化钠(NaNH2)作为催化剂进行的。
在这个过程中,氢气被添加到苯环中,形成环己基基团,同时苯环上的甲基被氢原子取代,生成环己基甲烷。
苯加氢反应是一种重要的有机合成方法,它可以用来合成一系列环烷烃衍生物。
环烷烃是许多有机化合物的基础,如柴油、石油和橡胶等。
苯加氢反应在化工工业中具有广泛的应用。
苯加氢反应的实验条件可以根据不同的反应要求进行调控,一般来说,反应温度和压力是影响反应速率和产率的两个重要参数。
当温度较高时,反应速率会增加,但同时也会造成不必要的副反应。
在实际反应过程中需要根据具体情况来选择适当的反应条件。
苯加氢反应是一种重要的有机合成方法,通过这种反应可以合成出许多重要的有机化合物。
合成化学家们不断地在研究和探索新的反应方法,以满足社会对高效合成方法的需求。
相信随着科学技术的不断发展,苯加氢反应及其它合成方法将会得到更好的应用和发展。
第二篇示例:苯加氢反应是有机化学领域中一个重要的反应,其反应方程式为C6H6 + 3H2 → C6H12。
在这个反应中,苯(C6H6)与氢气(H2)在催化剂的作用下,反应生成环己烷(C6H12)。
苯是一个由六个碳原子和六个氢原子组成的芳香烃,而环己烷则是一个由六个碳原子和十二个氢原子组成的脂肪烃。
苯加氢反应是一个重要的工业反应,用于生产环己烷等烷烃类化合物。
在工业生产中,这个反应通常在高温高压下进行,以提高反应速率和产率。
通常会使用一些催化剂,例如铂、钯、镍等金属催化剂,以促进反应的进行。
苯加氢简介

苯加氢简介苯加氢作业区简介一、概况苯加氢作业区位于鞍钢厂区西北部,原址矿渣山,占地面积4.5万平方米,2007年10月破土动工,2009年8月将投产运行。
其项目是采用德国伍德公司专利加氢技术,低温低压加氢萃取工艺法,是国内焦化企业单套生产能力最大,具有易燃易爆特性的石化类工艺项目,属重大危险源、省甲级要害部位。
苯加氢项目固定资产投资为37756.36万元(含外汇1186.42万美元), 铺底流动资金2171.20万元。
苯加氢工艺有6个生产单元及其它辅助设施组成,主要主要生产高纯苯、甲苯、二甲苯、重苯残油、非芳烃及C9馏分。
广泛用作制造合成纤维、合成橡胶、炸药、塑料、医药和染料、油漆等产品的原料,也可用作树脂工业以及作为溶剂用于涂料、农药和橡胶加工工业等。
苯加氢作业区及辅助设施自动化控制水平较高,安全性能高,能耗低,环境保护效益明显,其加氢产品质优价高,可以出口外销。
增产的非芳烃可以作为燃料销售,创建很可观的经济效益。
是国内目前生产能力最大,技术最先进的苯加氢工艺装置。
二、工艺特点粗苯中主要含有苯(约70%)、甲苯(约14%)、二甲苯(约4%)和三甲苯等芳香烃,其总含量占85%以上,这些物质都是重要的化工原料。
此外,粗苯中还含有不饱和化合物(烯烃)、含硫化合物(噻吩)、含氧化合物(苯酚)及含氮化合物(吡啶)等杂质。
粗苯精制工艺是以粗苯为原料,经化学和物理等方法提纯精制为高纯度苯类产品的过程。
1、加氢分类及国内情况粗苯加氢根据操作条件不同,可分为高温加氢(580-630℃,6.0Mpa),中温加氢(480-550℃,5.0Mpa)及低温加氢(300-380℃,4.0Mpa)。
宝钢一期引进的是莱托法高温脱烷基工艺;北京焦化厂的苯加氢装置,是焦耐院自行开发设计的中温加氢工艺;石家庄焦化厂于97年引进并建成了国内第一套5万t/a低温加氢装置是德国K·K公司(现为伍德公司)的技术,其加氢工艺是德国BASF公司开发经K·K 公司改进的,萃取蒸馏工艺是莫菲兰(MORPHYLANER)法,近三年,太化、昆钢等企业先后从德国伍德公司引进低温加氢工艺并相继投产。
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4.2.1 芳烃的脱烷基化烷基芳烃分子中与苯环直接相连的烷基,在一定的条件下可以被脱去,此类反应称为芳烃的脱烷基化。
工业上主要应用于甲苯脱甲基制苯、甲基萘脱甲基制萘。
4.2.1.1 脱烷基反应的化学过程——以甲苯加氢脱烷基制(1)主副反应和热力学分析主反应在热力学上有利。
温度不太高,氢分压较高时,可进行得比较完全环烷烃加氢裂解成甲烷为不可逆反应,较高反应温度,较低烃分压下可被抑制温度过高,氢分压过低有利于甲烷生碳及芳烃脱氢缩合副反应难以从热力学上加以抑制热力学分析结论从动力学上来控制副反应的反应速度,尽量少发生。
反应温度不宜太高也不宜太低氢分压和氢气对甲苯的摩尔比也要适宜(2)催化剂氧化铬-氧化铝氧化钼-氧化铝氧化铬-氧化钼-氧化铝加入少量的碱和碱土金属作为助催化剂,抑制芳烃裂解生成甲烷副反应加入水蒸气,防止缩合产物和焦生成4.2.1.2 脱烷基化方法(1)烷基芳烃的催化脱烷基在催化裂化的条件下可以发生脱烷基反应生成苯和烯烃,是强吸热反应。
烷基愈大愈容易脱去:叔丁基〉异丙基〉乙基> 甲基bsp; 不适用于甲苯脱甲基制苯(2)烷基芳烃催化氧化脱烷基以甲苯为例,选择性70% 氧化催化剂如铀酸铋氧化深度难控,选择性低,未工业化( 3)烷基芳烃的加氢脱烷基在大量氢气存在及加压下,使烷基芳烃发生氢解反应脱去烷基生成母体芳烃和烷烃。
工业上广泛用于甲苯脱甲基制苯,也用于从甲基萘脱甲基制萘。
临氢条件下,有利于抑制焦炭生成,但存在深度加氢副反应加氢脱烷基的工艺方法:热法和催化法由于热法不需催化剂,苯收率高和原料适应性较强等优点,所以采用加氢热脱烷基的装置日渐增多。
(4)烷基苯的水蒸气脱烷基法在加氢脱烷基同样的反应条件下,用水蒸气代替氢气进行的脱烷基反应。
优点廉价水蒸气,副产大量含氢气体缺点苯收率比加氢法低 90~97%;催化剂成本高4.2.1.3 工业生产方法催化脱烷基:气态烃产量较少;氢耗较低热脱烷基:工艺过程简单;对原料适应性强;氢气杂质不受限制;运转周期长Ⅰ催化脱烷基制苯(1)Hydeal法:在工业上应用较多原料:催化重整油、裂解汽油、甲苯及煤焦油原料中含非芳烃较多时,需两台反应器,并控制不同的反应条件,在第一台反应器中进行烯烃和烷烃的加氢裂解反应,在第二台热反应器中进行加氢脱烷基反应。
(2)Pyrotol法:特点:是将裂解汽油中的芳烃全部转化为苯Pyrotol法工艺流程特点绝热式固定床反应器第一台反应器:非芳烃裂解得到低分子烃第二台反应器:烷基苯脱烷基脱烷基产物在高压分离器中分离原料裂解汽油需预处理C6-C8馏分进行脱烷基Ⅱ甲苯热脱烷基制苯(1)HAD法原料:甲苯、混合芳烃、裂解汽油特点:在柱塞流式反应器的六个不同部位加入由分离塔闪蒸出来的氢,从而控制反应温度稳定,副反应较少重芳烃的产率较低(2)MHC法原料:裂解汽油,非芳烃含量可达30%特点:原料要预先进行两段加氢处理可采用低纯度氢气单程转化率、苯的收率、苯的纯度都高4.2.2 芳烃的歧化与烷基转移芳烃的歧化是两个相同芳烃分子在酸性催化剂作用下,一个芳烃分子上的侧链烷基转移到另一个芳烃分子上去的反应。
芳烃的烷基转移是两个不同芳烃分子之间发生烷基转移的过程。
歧化与烷基转移反应互为逆反应。
4.2.2.1甲苯歧化的化学过程Ⅰ甲苯歧化的主、副反应副反应:(1)产物二甲苯的二次歧化(2)产物二甲苯与原料甲苯或副产物多甲苯之间的烷基转移反应,工业生产上常利用此类烷基转移反应,在原料甲苯中加入三甲苯以增产二甲苯。
(3)甲苯的脱烷基反应(4)芳烃的脱氢缩合生成稠环芳烃和焦,此副反应的发生会使催化剂表面迅速结焦而活性下降,为了抑制焦的生成和延长催化剂的寿命,工业生产上是采用临氢歧化法。
Ⅱ甲苯歧化产物的平衡组成可逆反应,反应热效应小,温度对平衡常数影响不大。
歧化产物是多种芳烃的平衡混合物。
由表4-15所示,三种二甲苯异构体的平衡浓度 23%(摩尔)间二甲苯含量最高邻二甲苯与对二甲苯组成相近Ⅲ催化剂与动力学甲苯歧化的催化剂:Y型M型(即丝光沸石)ZSM系分子筛对ZSM系分子筛催化剂的开发研究尤为活跃。
当前工业上广泛采用的是丝光沸石催化剂。
在丝光沸石催化剂上和临氢条件下得到的甲苯歧化初始反应速度(r0)方程式为:式中: k0-表面反应速度,mol/g催化剂•s kT-甲苯在催化剂上的吸附系数,MPa- 1 pT-甲苯分压,MPa甲苯歧化的动力学分析结论:在一定压力范围内,歧化速度是随甲苯分压增加而加快。
临氢时,生产上选用总压为 2.55-3.40MPa,循环氢气纯度为80%(摩尔)以上不临氢时,宜在常压下进行Ⅳ工艺条件(1)原料中杂质含量:水分脱除有机氮合物W%<2×10-7 重金属W%<1×10-8 (2)C9芳烃的含量和组成C9芳烃摩尔分数50%左右,产物中C8芳烃含量最高三个甲乙苯异构体和丙苯发生甲基转移反应和氢解反应,会增加乙苯,增加氢气消耗。
应限量(3)氢烃比氢气的存在可以抑制生焦生碳等反应,改善催化剂表面的积炭程度工业生产上一般选用氢与甲苯的摩尔比为10左右C9芳烃含量甲乙苯、丙苯含量(4)液体空速转化率随空速的减小而增大,随温度的升高而增大。
但当转化率增大到40%以后,其增加速率就趋于平缓。
实际生产中可从相应的反应温度来选择适宜的液空速以满足转化率的要求。
4.2.2.2 工业生产方法二甲苯增产法(Xylene-Plus法) Tatoray法低温歧化法(LTD法)前两种方法既可用于歧化,又可用于烷基转移,后一种方法专用于歧化。
选择性歧化(MSTDP):选择性地歧化为对二甲苯不能加工C9芳烃产品中对二甲苯含量 80-90%4.2.3 C8芳烃的异构化以不含或少含对二甲苯的C8芳烃为原料,增产对二甲苯。
4.2.3.1 C8芳烃异构化的化学过程Ⅰ主副反应及热力学分析主反应:三种二甲苯异构体之间的相互转化乙苯与二甲苯之间的转化副反应:歧化,芳烃的加氢反应热力学分析:反应热效应小,温度对Kp影响不明显受热力学平衡所限制,对二甲苯在异构化产物中的浓度最高在23%左右Ⅱ二甲苯异构化的动力学分析(1)二甲苯的异构化过程一种是三种异构体之间的相互转化:另一种是连串式异构化反应:SiO2-Al203催化剂上对异构化过程的动力学规律的研究认为,二甲苯在该催化剂上异构化的反应历程应是第二种。
(2)乙苯的异构化过程低温有利于加氢高温有利于异构和脱氢Ⅲ催化剂无定型SiO2-Al2O3催化剂价廉,操作方便。
但选择性较差、结焦快故需频繁再生铂/酸性载体催化剂有加氢、脱氢功能,又具有异构化功能较好的活性和选择性 ZSM分子筛催化剂异构化活性 HF-BF3催化剂用于间二甲苯为原料的异构化过程具有较高的活性和选择性,原料必须经过分子筛仔细干燥并除氧4.2.3.2 异构化工业方法(1)临氢异构催化剂可分贵金属与非贵金属两类,(2)非临氢异构催化剂一般为无定型SiO2- Al203,具有较高的活性,但选择性差,反应在高温下进行,催化剂积炭快,再生频繁;ZSM系列沸石,反应在低温液相下进行,此法具有良好的活性与选择性4.2.3.3 C8芳烃异构化工业过程举例Pt/Al203催化剂为例介绍C8芳烃异构化的工艺过程1—脱水塔;2—加热炉;3—反应器;4—分离器;5—稳定塔;6—脱二甲苯塔;7—脱C9塔4.2.3.4 C8芳烃异构化新技术—MHAI工艺产物中对二甲苯浓度超过热力学平衡值反应器采用双固定床催化剂系统:上部催化乙苯脱烷基和芳烃裂解下部催化二甲苯异构化4.2.4 芳烃的烷基化苯的烷基化:主要用于生产乙苯、异丙苯和十二烷基苯等工业上常用的烷基化剂:烯烃、卤代烷烃4.2.4.1 苯烷基化反应的化学过程酸性卤化物的络合物AlCl3络合物催化剂活性甚高,可使反应在100℃左右进行,但其对设备、管道具有强腐蚀性磷酸/硅藻土活性较低,需要采用较高的温度和压力原料中苯需大大过量,以保证单烷基苯的收率对烯烃的聚合反应也有催化作用,会使催化剂表面积焦而活性下降BF3/γ-Al2O3 活性较好对多烷基苯的烷基转移也具有催化活性有强腐蚀性和毒性 ZSM-5分子筛催化剂活性和选择性均较好4.2.4.2 烷基化工业生产方法Ⅰ乙苯生产工艺原料:苯、乙烯按催化剂分类:三氯化铝法、BF3- Al2O3法、固体酸法反应状态分类:液相法、气相法(1)液相烷基化法原料:苯、乙烯按催化剂分类:三氯化铝法、BF3- Al2O3法、固体酸法反应状态分类:液相法、气相法(1)液相烷基化法①传统的无水三氯化铝法最悠久和应用最广泛的生产烷基苯的方法。
采用最多的是Union Carbide—Badger流程。
②高温均相无水三氯化铝法 1974年,Monsanto公司根据多年的生产经验,对乙苯收率低、能量回收不合理、三废多及设备腐蚀严重的液相烷基化传统工艺进行了改进。
与传统无水三氯化铝法的差别:内外圆筒的烷基化反应器乙烯、干燥的苯、三氯化铝络合物先在内筒反应,乙烯几乎全部反应完,然后物料折入外筒使多乙苯发生烷基转移反应。
1974年,Monsanto公司根据多年的生产经验,对乙苯收率低、能量回收不合理、三废多及设备腐蚀严重的液相烷基化传统工艺进行了改进。
与传统无水三氯化铝法的差别:内外圆筒的烷基化反应器乙烯、干燥的苯、三氯化铝络合物先在内筒反应,乙烯几乎全部反应完,然后物料折入外筒使多乙苯发生烷基转移反应。
高温均相工艺有下述优点:(2)气相烷基化法以BF3- Al2O3为催化剂的Alkar法ZSM-5分子筛催化剂的Mobil-Badger法,乙苯收率98%;HZSM-5时收率达到99.3% 催化剂寿命2年以上多层固定床绝热反应器主要优点:无腐蚀无污染,反应器可用低铬合金钢制造,尾气及蒸馏残渣可作燃料;乙苯收率高;反应温度高有利于热量的回收;催化剂消耗低;装置投资较低、生产成本低。
缺点:由于催化剂表面积焦,活性下降甚快,需频繁进行烧焦再生Ⅱ异丙苯生产工艺固体磷酸法(UOP法)非均相三氯化铝法(SD法)均相三氯化铝法(Monsanto法)催化精馏异丙苯生产工艺催化精馏异丙苯生产工艺由于苯和丙烯烷基化反应为放热反应,又是连续反应过程,其反应温度与产物精馏温度接近,可以利用反应热直接进行精馏,在苯/丙烯摩尔比为3的时候反应放出的热量足够使苯汽化。
摘要:随着环保要求不断提高及后续产品不断开发,高;关键词:催化加氢化工技术应用;0引言;近几年,我国催化加氢技术在化工领域得到了广泛应用;1催化加氢的作用机理;吸附在催化剂上的氢分子生成活泼的氢原子与被催化剂;2H2─→CH3OH;己二腈加氢制己二胺:NC(;2催化剂的种类;催化氢化的关键是催化剂;3催化剂的选择;选择氢化催化剂主要决于两个因素:活性和选择性摘要:随着环保要求不断提高及后续产品不断开发,高质量的加氢产品需求逐渐加大,催化加氢技术在化工生产中的地位越来越受到重视。