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关于芳烃来源及转化第1页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六第五章芳烃来源及转化第一节概述第二节芳烃转化第三节C8芳烃的分离第2页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六第一节概述苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯、十六烷基苯、萘合成树脂、合成纤维、合成橡胶、合成洗涤剂、农药、医药、香料等。
混合二甲苯苯苯乙烯,环氧乙烷,苯酚,苯胺,烷基苯甲苯溶剂,甲酚
对二甲苯邻二甲苯间二甲苯乙苯对苯二甲酸邻苯二甲酸酐间苯二甲酸苯乙烯芳烃第3页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六㈠芳烃的来源煤高温干馏(焦化)副产粗苯和煤焦油
烃类热裂解副产裂解汽油
催化重整生产重整生成油
90%,石油芳烃
表5-1芳烃来源构成
表5-2芳烃含量与构成
煤焦油4.0%焦化芳烃生产75%焦炭25%粗煤气粗苯1.1%煤第4页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六粗煤气
洗油吸收液
粗苯
初冷,脱氨,脱萘终冷解吸
分馏轻苯B
T
X
重苯萘、蒽及其同系物
分馏轻馏分
重馏分
双环戊二烯、苯馏分、CS2
碱中和、分馏H2SO4/H2精制
分馏
第5页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六2.石油芳烃生产
X石油芳烃生产过程芳烃生产过程BB裂解汽油C5~200℃汽油加氢石脑油催化重整芳烃抽提芳烃分馏脱烷基歧化C8分馏TC9A异构化TOX吸附分离PX芳烃生产芳烃分离与转化x裂解汽油C5~200℃汽油加氢第6页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六(1)催化重整生产芳烃C6~C8原料芳烃脱氢、异构脱氢、脱氢环化等芳构化反应异构化、加氢裂解、缩合预分馏馏程合适
预加氢非烃杂质含量少预脱砷砷含量低
表5-3
催化重整主要生产工艺
C3~C5(烯烃+烷烃)ZSM-5择形催化剂530℃,0.27MPa,2.5h-1芳烃(64.47%χ)+非芳烃
三个并联(一个反应、一个再生、一个备用)的绝热固定再生式反应器.反应和再生周期均为24小时,总芳烃85%※M2重整为Mobil公司开发的重整新工艺第7页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六※Aromax重整为Chevrom公司开发的重整新工艺C6~C8(烷烃)氢油比5,Pt/Ba-K-L500℃,0.4MPa,2.5h-1芳烃
芳烃总收率高(41.4%,ω,以抽余油为原料),催化剂寿命长,可广泛应用于半再生、连续再生反应器中,重整生成抽余油中烷烃转化率高。(2)裂解汽油生产芳烃
2004年裂解汽油生产苯量已达1245万吨,占苯产量的2/5
表5-4
裂解汽油生产芳烃收率
裂解汽油中含烯烃、双烯烃、氧、氢、硫等杂质,需经预处理或加氢精制,方可作为芳烃抽提原料。
第8页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六第9页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六
预处理:分离出异戊二烯、间戊二烯和环戊二烯
二段高温气相加氢:
烯烃、RSH、RNH2、RCOOH烷烃、H2S、NH3、H2OCo-Mo-Al2O3,300℃,4MPaLHSV1.5h-1一段低温液相加氢:二烯烃、烯基芳烃
单烯烃,芳烃:
防止二烯烃聚合Pd/Al2O3,80~130℃,6MPaLHSV3h-1,列管反应器(3)轻烃芳构化与重芳烃的轻质化
英国BP公司的Cyclar工艺
C30、C40芳烃+H2迭式径向绝热反应器Pd/Al2O3,80~130℃,6MPa分子筛催化剂脱氢、二聚、环化\芳构化第10页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六第11页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六表5-5芳烃产率与组成
原料芳烃产率产氢率(纯度95%)芳烃组成苯甲苯二甲苯C9+芳烃丙烷63.4%6.1%31.26%42.46%17.88%8.4%丁烷67.2%5.4%24.70%43.90%23.51%7.89%
液体产品中非芳烃<<1×10-3,勿需芳烃抽提,通过分馏直接生产苯和甲苯,原料无需进行预处理,氢气产率高。氢油摩尔比6Cr2O3/Al2O3,650℃,4.5MPaABBLumnus公司的Detol工艺C9,C10(重芳烃)轻,中质芳烃+H2+重芳烃第12页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六表5-6Detol工艺产品收率生产目的原料摩尔分数产品摩尔分数非芳烃苯甲苯C8芳烃C9+芳烃苯C8芳烃二甲苯2.3%11.3%0.7%0.3%85.4%36.9%37.7%苯3.2%--47.3%49.5%--75.7%--(二)芳烃馏分的分离溶剂萃取:从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯萃取蒸馏:从芳烃含量高的窄馏分中分离纯度高的单一芳烃
表5-7溶剂萃取分离芳烃工业生产方法概况
第13页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六
萃取蒸馏:利用极性溶剂与烃类混合,可分别不同地改变芳烃、环烷烃、烷烃蒸汽压而设计的工艺过程。第14页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六(三)芳烃的转化
苯、对二甲苯、邻二甲苯、需求量大甲苯、间二甲苯、C9重芳烃大量过剩
乙苯苯脱烷基甲苯C9芳烃C8芳烃甲基萘烷基化歧化烷基转移异丙苯十二烷基苯苯C8芳烃C9芳烃C10芳烃异构化脱烷基分离对二甲苯邻二甲苯间二甲苯乙苯萘第15页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六
烷基化、歧化、烷基转移、异构化等反应均为在酸性活性中心参与下的正碳离子反应,转化反应产物较复杂。酸性催化剂的酸类型、酸强度、酸密度直接影响催化剂的活性和选择性。酸性卤化物
AlBr3、AlCl3、BF3HBr、HCl、HF
低温、液相,强腐蚀性,烷基化、异构化固体酸负载在载体上的质子酸;负载在载体上的酸性卤化物;
混合氧化物;贵金属-Al2O3;分子筛第二节芳烃转化
一芳烃的脱烷基反应
第16页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六C6H3(CH3)3+H2C6H4(CH3)2+CH4
k1C6H4(CH3)2+H2
C6H5CH3+CH4
k2C6H5CH3+H2
C6H6+CH4
k3k1/k3=4.4k2/k3=2.7
1.脱烷基方法(1)烷基芳烃的催化脱烷基
烷基愈大愈易脱除叔丁基>异丙基>乙基>甲基,甲苯得不到苯。
第17页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六(2)烷基芳烃的催化氧化脱烷基氧化深度难控制,反应选择性较低
(3)烷基芳烃的加氢脱烷基
甲苯、甲基萘生产苯、萘的途径第18页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六H2有利于抑制焦炭生成,但也会发生深度加氢裂解副反应
表5-8催化法和热法加氢脱烷基的比较(4)烷基芳烃的水蒸汽脱烷基法
水蒸汽代替氢气,副产大量含氢气体,苯收率仅为90~97%,催化剂铑成本高。第19页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六2.加氢脱烷基反应分析(1)主副反应和热力学分析
主反应副反应abdc第20页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六表5-9平衡常数和温度的关系反应lgKp700K800K900K1000Ka式3.172.722.362.07b式-4.26-6.32-7.92-9.19c式25.0221.6518.9616.70d式-0.95-0.150.491.01第21页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六较高的反应温度,较低的氢分压抑制加氢裂解反应但抑制主反应但促进甲烷生成碳
促进
控制化学反应速度
(2)催化剂ⅣB、Ⅷ族的Cr、Mo、Fe、Co和Ni等元素的氧化物负载在Al2O3、SiO2载体上CrO/Al2O3、MoO/Al2O3,加入碱及碱土金属抑制芳烃裂解为CH4(3)工艺流程
表5-10脱烷基制苯主要工艺方法
第22页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六A催化加氢脱烷基制苯(Hydeal法和Pyrotol法)第23页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六B甲苯加氢热脱烷基制苯(HAD法和MHC法)第24页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六甲苯、混合芳烃裂解汽油5~30s,氢油(Χ)比1~5苯(纯度>99.4%,X、为96~100%)副反应少重芳烃(蒽等)收率低二芳烃的歧化与烷基转移600~760℃,3.43~6.87MPa第25页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六1甲苯歧化的化学过程
(1)主副反应主反应副反应第26页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六原料甲苯中加入三甲苯以增产二甲苯
第27页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六(2)化学平衡
可逆反应,热效应小,
小歧化反应产物是多种芳烃的平衡混合物,组成随原料不同而异。第28页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六(4)工艺条件A、杂质
H2O,有机氮化合物
As、Pb、Cu
催化剂活性降低
促进芳烃脱氢易缩合生焦
丝光沸石,临氢歧化(3)反应动力学
Y型、M型(丝光沸石)、ZSM系分子筛催化剂
第29页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六B、C9芳烃含量及组成第30页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六C9芳烃:三甲苯异构体、甲乙苯异构体、丙苯
甲乙苯及丙苯的存在,使乙苯含量增加,氢气消耗量也增加,若未转化C9芳烃全部循环,甲乙苯浓度积累。
第31页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六C、氢烃比
抑制生焦生碳
临氢歧化,H2/甲苯=10(χ)
D、液时空速
第32页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六2.生产工艺
表5-11
甲苯歧化和烷基转移工业生产方法低温歧化法:反应温度低,液相反应,能耗低,催化剂活性易维持,寿命长,芳烃总收率>99%,无乙苯;高温临氢歧化法:甲苯单程转化率高,苯和二甲苯选择性好,催化剂稳定性好;高压临氢气相歧化法:催化剂选择性好,稳定性高,反应器简单,产品活性大;
表5-12甲苯歧化的工艺方法
第33页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六第34页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六甲苯选择性歧化
(MSTDP)MobilTolueneDisproportionationProcess
对二甲苯占混合二甲苯的82~85%第35页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六三芳烃的烷基化
烷基化试剂:乙烯、丙烯等烯烃和卤代烷烃,
活性高、来源广泛,活性与分子结构有关异丁烯>正丁烯>乙烯,叔卤烷>仲卤烷>伯卤烷,
RI>RBr>RCl>RF第36页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六1烷基化的化学过程
强放热反应,温度较高时,表现为可逆反应
(1)副反应a第37页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六第38页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六b热力学优势,随烷基增加,芳烃的碱性增加(促进),空间位阻效应增加(抑制),控制苯与乙烯用量比、催化剂来提高单烷基苯的选择性。第39页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六c(反烃化反应)
苯过量
苯不足
多烷基苯转化为单烷基苯单烷基苯转化为多烷基苯表5-13烷基转移反应的平衡常数
温度/℃50100150200KA10.510.09.779.33KB30.221.917.014.0第40页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六d芳烃缩合和烯烃的聚合反应,生成高沸点的焦油和焦炭
苯的烷基化反应产物是单烷基苯和各种二烷基苯、多烷基苯异构体组成的混合物(2)催化剂
A酸性卤化物的络合物
AlBr3>AlCl3>FeCl3>BF3>ZnCl2
活性高,腐蚀性,可促进烷基转移反应,100℃
B磷酸/硅藻土
活性低,反应温度、压力较高,不易发生多烷基苯的烷基转移
CBF3/γ-Al2O3
活性较好,腐蚀性及毒性,对多烷基苯的烷基转移有催化作用
DZSM-5分子筛催化剂
活性、选择性好第41页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六2烷基化生产工艺
(1)乙苯生产工艺
AlCl3法
BF3-Al2O3法
固体酸法
催化剂
液相法
气相法
反应状态
苯+CH2=CH2两相工艺
单相高温工艺
Dow法旧Monsanto法
新Monsanto法
液相AlCl3法A液相烷基化法传统的无水三氯化铝法,高温均相无水三氯化铝法95℃,100~152kPa140~200℃,0.6~0.8MPa第42页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六第43页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六第44页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六B气相烷基化法第45页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六(2)异丙苯生产工艺表5-14
异丙苯生产工艺概况
第46页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六四C8芳烃的异构化
不含或少含对二甲苯的C8芳烃
增产对二甲苯(达到平衡组成)
催化反应1C8芳烃的异构化的化学过程
(1)主副反应及热力学分析主反应: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:歧化反应和芳烃加氢反应表5-15
C8芳烃异构化反应的热效应及平衡常数值表5-16
温度对二甲苯异构化反应平衡组成的影响
热效应小,对二甲苯的平衡浓度最高仅为23.7%,随温度升高而降低
不同来源C8芳烃异构化产物具有相似的组成。第47页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六(2)动力学分析
A二甲苯的异构化过程SiO2-Al2O3催化剂实验结果:邻→间,对→间,间→对+邻间二甲苯非均相催化异构化动力学方程:
表面反应控制,单分子吸附(PA-PB/KP)
第48页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六表5-17间二甲苯异构化的k′值
温度/℃间→对k′×103间→邻k′×1033710.02630.01894270.1180.0894820.49370.334
液相异构化,气相临氢异构化(Ni/SiO2-Al2O3,SiO2-Al2O3)反应规律相似第49页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六B乙苯的异构化
Pt/Al2O3,乙苯气相临氢异构化反应速度较二甲苯慢,且受温度影响显著。表5-18反应温度对乙苯异构化的影响反应温度/℃乙苯转化率二甲苯收率反应温度/℃乙苯转化二甲苯收率42740.9%32%48324.0%19.2%45328.6%24.2%50921.1%11.8%低温有利于加氢
高温有利于异构化和脱氢第50页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六(3)催化剂
活性反应条件特点无定型SiO2-Al2O3异构化、无加氢、脱氢活性、加入RCl,以提高酸性350~500℃,加入水蒸汽以抑制歧化和结焦价廉,操作方便,选择性较差,需频繁再生,仅适宜于二甲苯负载型铂催化剂异构化、加氢、脱氢、活性高、选择性好400~500℃,0.98~2.45MPa用于乙苯和二甲苯,二甲苯异构体组成接近热力学平衡值ZSM分子筛催化剂异构化活性极高、ZSM-4无加氢、脱氢活性,NiHZSM-5也可异构化乙苯低温、液相异构化ZSM-4副产物仅为0.5%,二甲苯组成接近平衡值;NiHZSM-5乙苯转化率34.9%,二甲苯收率99.6%,组成达到平衡值HF-BF3催化剂异构化活性选择性好异构化温度低,不用氢气二甲苯转化率达40%,C8芳烃收率99.6%,副产物0.37%,二甲苯组成接近平衡值,腐蚀性第51页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六表5-19不同来源C8芳烃的组成组分组成(质量分数)重整汽油裂解汽油甲苯歧化煤焦油乙苯14%~18%30%(含苯乙烯)1.1%10%对二甲苯15%~19%15%23.7%20%间二甲苯41%~45%40%53.5%50%邻二甲苯21%~25%15%21.7%20%第52页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六2异构化生产工艺表5-20异构化工业方法
类型工艺过程催化剂反应温度/℃反应压力/MPa反应时共存物乙苯转化Ⅰ丸善、ICI公司SiO2-Al2O3400~500常压H2O无ⅡEngehald公司,Octafining第一代:Pt-SiO2-Al2O3350~5500.98~3.43H2有UOP公司,Isomar第二代:Pt-Al2O3-丝光沸石350~5500.98~3.43H2有Toray公司,IsoleneⅡ第二代:Pt-Al2O3-丝光沸石350~5500.98~3.43H2有第53页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六ⅢESSO,IsoformingMoO3-菱钾沸石300~5500.98~3.43H2无Toray公司,IsoleneⅠCu(Cr、Ag)丝光沸石300~5500.98~3.43H2无Mobil,MLTI,MLPIHZSM-5200~2600.98~3.43----无Mobil,MVPI,MHTIHZSM-5260~4500.98~3.43H2有三菱油化公司Zr、Br-丝光沸石250常压----无Ⅳ三菱瓦斯化学公司,JGCCHF-BF3100--------无(续表)临氢异构(贵金属催化剂)成本高,乙苯可转化,原料适应性强非临氢异构(SiO2-Al2O3)活性高,选择性差,高温下反应易生焦积炭,再生频繁,乙苯不转化第54页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六(1)C8芳烃异构化工艺
C8芳烃临氢气相异构化工艺流程(Pt/Al2O3)
第55页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六A异构化效果
一次通过异构化反应器的芳烃质量收率=×100%稳定塔底C8芳烃(ω)进入反应器的C8芳烃(ω)≮96%异构化产物中对二甲苯含量=稳定塔底出来的对二甲苯质量稳定塔底C8芳烃质量×100%≮19~20%B操作分析
温度:390~440℃,随催化剂活性降低,逐步提高反应温度至440℃后再生;压力:1.26~2.06MPa,随反应温度的升高而提高压力,压力和温度的提高交替进行。乙苯多,加压;乙基环己烷多,升温;氢气浓度:70%(Χ
)~80%(Χ),保持催化剂高活性,防止积炭;第56页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六氢烃比:6(Χ)液时空速:1.5~2.0h-1(2)C8芳烃异构化新工艺
MHAI(MobilHighActivityIsomation)
MVPI、MLPI、MHPI
MHAI
双固定床催化剂系统(Thefixed-dualbedcatalystsystem)上部:乙苯脱烷基,非芳烃裂解
下部:二甲苯异构化
对二甲苯浓度超过热力学平衡值
T:400~480℃,P:1.4~1.6MPa,空速:5~10h-1,氢烃比(Χ):1~3第57页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六第三节C8芳烃的分离表5-21C8芳烃各异构体的某些性质
组分性质沸点/℃熔点/℃相对碱度与BF3-HF生成配合物相对稳定性邻二甲苯144.411-25.17322间二甲苯139.104-47.8633~10020对二甲苯138.35113.26311乙苯136.186-94.9710.1---邻-间采用精馏,乙苯发生异构化,间-对采用冷凝结晶分离、吸附分离、络合分离。第58页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六一C8芳烃单体的分离
(一)邻二甲苯和乙苯的分离1.邻二甲苯的分离
ΔT=5.3℃、R=7~10、N实际=150~200,两塔串联,产品纯度≮98~99.6%2.乙苯的分离
ΔT=2.2℃、R=50~100、N实际=300~400,三塔串联,P釜=0.35~0.4MPa,
可保99.6%以上的乙苯(二)对、间二甲苯的分离
ΔT=0.75℃
a深冷结晶分离法
二级结晶:对二甲苯
85%~90%(-68℃)
99.2%~99.5%(-10~21℃)对二甲苯单程收率仅为60%左右
第59页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六
表5-22C8芳烃的共熔组成
系统组成共熔点℃组成%(mol)乙苯对二甲苯间二甲苯邻二甲苯二元邻二甲苯-对二甲苯-34.9----23.8----76.2间二甲苯―对二甲苯-52.7----12.587.5----邻二甲苯―间二甲苯-61.1--------68.032.0邻二间苯―乙苯-96.393.3--------6.7间二甲苯―乙苯-99.384.0----16.0----对二甲苯―乙苯-99.898.81.2--------第60页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六三元邻二甲苯-间二甲苯-对二甲苯-63.7----8.562.828.7邻二甲苯-对二甲苯-乙苯-96.892.31.1----6.6间二甲苯-对二甲苯-乙苯-99.683.31.015.7----邻二甲苯-间二甲苯-乙苯-101.079.0----15.06.0四元邻二甲苯-间二甲苯-对二甲苯-乙苯-101.378.80.914.95.4第61页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六表5-23深冷结晶主要工艺方法的特点
工艺方法结晶段数一段熔化方式结晶器冷却方式固液分离一段二段一段二段Amoco法2全熔化夹套夹套离心机离心机Arco新法1----夹套----离心机----丸善法2全熔化直接冷却套管离心机离心机Kropp法2不熔化套管套管过滤机离心机第62页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六第63页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六b络合萃取分离法分离间二甲苯,
C8芳烃+HF+BF3→分层
X+HF+BF3→XHBF4间二甲苯M的碱度较对二甲苯P、邻二甲苯O的碱度大,形成的络合物最稳定。MX+PXHBF4→MXHBF4+PX(烃相)
MX+OXHBF4→MXHBF4+OX(烃相)
MXHBF4→MX+HF+BF3(40~170℃)HF+BF3相中间二甲苯提浓
烃相中间二甲苯减少
c吸附分离法第64页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六第65页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六表5-16温度对二甲苯异构化反应平衡组成的影响温度℃二甲苯异构体的平衡组成(χ)间二甲苯对二甲苯邻二甲苯3714274820.5270.5210.5170.2370.2350.2330.2360.2440.250第66页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六表5-15C8芳烃异构化反应的热效应及平衡常数值反应△Hθ(298K)/(J/mol)△Gθ(298K)/(J/mol)Kp(298K)间二甲苯(气)→对二甲苯(气)间二甲苯(气)→邻二甲苯(气)乙苯(气)→对二甲苯(气)711.61785-1184622603213-94600.4020.27245.42第67页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六
表5-14异丙苯生产工艺概况
项目UOP法Monsanto法SD法反应条件反应温度/℃200~240120~14080反应压力/MPa3.5约0.2常压苯中水含量/(mg/kg)200~250<10<50苯/丙烯(5~8):11:(0.3~0.4)1:(0.3~0.4催化剂一次加入,寿命一年以上连续加入,一次使用连续加入,部分循环总收率(以苯计)94.5%>99%97.9%质量异丙苯纯度约9.9%约99.9%约99.9%溴值10~50<10<10第68页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六原料消耗苯/(kg/t)662655681丙烯/(kg/t)336355395三氧化铝/(kg/t)2.02.3氯化氢/(kg/t)1.221.54SPA-1/(kg/t)1.022丙烷/(kg/t)1.25
三废废水/(kg/t)很少7001130重组份/(kg/t)30~45约6约11废渣失活催化剂一年一次设备材质碳钢(基本无腐蚀)腐蚀性大需用哈氏合金或防腐蚀衬里第69页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六表5-12甲苯歧化的工艺方法
工艺名称常压气相歧化法Xylene-Plus法高压临氢歧化法Tatoray法低温歧化法LTD法催化剂和工艺特点稀土型沸石小球催化剂,气相反应,移动床反应器,不临氢氢型丝光沸石催化剂,气相反应,固定床反应器,临氢ZSM-4沸石催化剂,液相反应,固定床反应器,不临氢操作条件温度/℃540400~450初期260,末期316压力/MPa常压3.04.6氢/烃(摩尔比)无6~10:1无空速/h-10.91.01.5第70页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六产品产率(按质量计)气体3.4%1.9%0.20%苯46.8%41.4%43.93%二甲苯41.3%56.1%51.15%C9+芳烃3.9%1.0%4.72%焦4.6%----/氢耗(对新鲜原料)(质量)无0.4%无催化剂再生周期连续再生6~10月/催化剂寿命---->3年>1.5年第71页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六表5-11甲苯歧化和烷基转移工业生产方法方法催化剂原料反应温度℃压力MPa氢/烃(摩尔比)空速h-1反应器型式加压临氢气相歧化法脱铝氢型丝光沸石甲苯C9芳烃400~45036~101.0固定床气相常压气相歧化法稀土X型或Y型分子筛硅-铝型甲苯C9芳烃540常压不临氢0.9移动床气相低温歧化法ZSM-4型沸石甲苯260~3164.55不临氢1.5固定床气相高温临氢歧化法ZSM-4型沸石甲苯460~5003.5~4.221~20固定床气相HF-BF3歧化法HF-BF3甲苯60~1201.0~3.0不临氢均相(液相)第72页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六表5-10脱烷基制苯主要工艺方法
工艺方法原料催化剂组成工艺条件理论产率的收率苯纯度催化剂寿命/a温度℃压力MPa空速,h-1Hydeal(UOP公司)芳烃萃取物Cr2O3/Al2O3600~6503.4~3.90.5>98%99.98%1.5Pyrotol(AirproductsandChemicals公司)裂解汽油Cr2O3/Al2O3600~6505.9~6.9/98.5%99%4~5HAD(ARCO/HRI公司)甲苯、混合芳烃/677~7043.9~4.9/96%~100%99.92%/MHC(日本三菱公司)裂解汽油/入口600~630出口<7002.45/98%~99%99.99%/第73页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六
表5-8催化法和热法脱烷基的比较
项目催化法热法反应温度/℃530~650600~700反应压力/MPa2.94~7.852~4.90苯收率96%~98%97%~99%催化剂需要不需要反应器运转周期半年一年空速大小较小(反应器较大)较大(反应器较小)第74页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六原料要求原料适应性差,非芳烃和C9含量不能太高原料适应性较好,允许含非芳烃达30%,C9+芳烃达15%氢的要求对CO、CO2、H2S、NH3等杂质含量有一定要求杂质含量不限制气态烃生成量少稍多氢耗量低稍高反应器材质要求低高苯纯度(产品)99.9%~99.95%99.99%第75页,共82页,2022年,5月20日,3点29分,星期六表5-7溶剂萃取分离芳烃工业生产方法概况
方法公司名称溶剂溶剂比工艺流程芳烃回收率(质量计)苯甲苯二甲苯C9芳烃UdexUOPDOW二甘醇+5%水10~11:1萃取-汽提,水洗-水分馏,溶剂再生99.5%98%95%UC四甘醇+5%水3:1萃取-汽提,抽余油水分馏,溶剂再生99%~99.5%98.5%~99.0%94%~96.5%65%~96%第76页,共82页,2022年,5月20日,3
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