精细有机合成原理PPT学习教案课件.pptx

1、会计学1精细有机合成原理精细有机合成原理2主要内容123第1页/共123页3第2页/共123页4第3页/共123页5第4页/共123页6第5页/共123页7芳烃的来源第6页/共123页8催化重整油裂解汽油焦化芳烃第7页/共123页9第8页/共123页10分馏煤干馏粗煤气初冷、净化、终冷洗油吸收 蒸馏脱吸粗苯粗苯轻苯 重苯分馏BTX混合馏分分馏苯甲苯二甲苯第9页/共123页11第10页/共123页12第11页/共123页13第12页/共123页14催化重整生产芳烃它用于生产高辛烷值汽油或BTX等芳烃，其中约10的装置用于生产芳烃产品石油芳烃的生产第13页/共123页15加氢裂解石油芳烃的生产第1

2、4页/共123页16裂解汽油萃余油第15页/共123页17第16页/共123页18第17页/共123页19石油芳烃的生产第18页/共123页20第19页/共123页21第20页/共123页22第21页/共123页23裂解汽油生产芳烃石油芳烃的生产第22页/共123页24裂解原料裂解原料第23页/共123页25第24页/共123页26u指标：二烯烃含量指标：二烯烃含量 2%第25页/共123页27u指标：溴值低于指标：溴值低于1含硫含硫210-6(Wt%)第26页/共123页2810-3）副产氢气产率高副产氢气产率高轻烃芳构化与重芳烃的轻质化第27页/共123页29第28页/共123页30重芳烃

3、轻质化的Detol工艺n ABB Crest公司技术n 原料：重芳烃及甲苯 重整生成油 裂化汽油 焦化汽油n 采用载于Al2O3上的Cr2O3作催化剂第29页/共123页31一芳烃一芳烃第30页/共123页32热稳定性、腐蚀性小热稳定性、腐蚀性小溶剂萃取第31页/共123页33溶剂萃取第32页/共123页34第33页/共123页35萃取蒸馏第34页/共123页36第35页/共123页37CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3异构化反应第36页/共123页38歧化反应CH3CH3CH32烷基转移反应C2H5C2H5C2H5+2第37页/共123页39烷基化反应（气）C2H5（气）（液）

4、（液）第38页/共123页40脱烷基化反应CH3H2CH4CH3H2CH4第39页/共123页41催化剂酸性卤化物芳烃的烷基化和异构化 在较低温和液相中进行缺点：强腐蚀性 毒性固体酸浸附在适当载体上的质子酸浸附在适当载体上的酸性卤化物贵金属氧化硅氧化铝催化剂分子筛催化剂第40页/共123页42第41页/共123页43脱烷基化方法第42页/共123页44不适用于甲苯脱甲基制苯不适用于甲苯脱甲基制苯第43页/共123页45脱 烷 基 化 方 法CnH2n+1+(3/2)nO2+nCO2+nH2O第44页/共123页46烷基芳烃加氢脱烷基脱 烷 基 化 方 法第45页/共123页47第46页/共12

5、3页48第47页/共123页49烷基苯水蒸气脱烷基法脱烷基化方法CH3+H2O+CO+2H2CH3+2H2O+CO2+3H2第48页/共123页50加氢脱烷基反应的化学过程 甲苯加氢脱烷基制苯CH3H2CH4副反应3H2+6H26C H4 CH4 C 2H2主反应第49页/共123页51反应反应lgKp H700K800K900K1000K800K主反应主反应3.172.722.362.07-49.02生成环己烷生成环己烷-4.26-6.32-7.92-9.19-220.6环己烷加氢裂解环己烷加氢裂解25.0221.6518.9616.70-367.32甲烷分解生碳甲烷分解生碳-0.95-0.

6、150.491.0187.15第50页/共123页52副反应难以从热力学上加以抑制第51页/共123页53第52页/共123页54第53页/共123页55芳烃的脱烷基化工业生产方法第54页/共123页56第55页/共123页57催化脱烷基制苯第56页/共123页58第57页/共123页59第58页/共123页60甲苯热脱烷基制苯第59页/共123页61HAD法第60页/共123页62第61页/共123页63n单程转化率、苯的收率、苯单程转化率、苯的收率、苯的纯度都高的纯度都高MHC法第62页/共123页64芳烃歧化CH3CH3CH32第63页/共123页65芳烃烷基转移C2H5C2H5C2H5

7、+2酸催化剂两个不同芳烃分子之间发生烷基转移的过程。与歧化反应互为逆反应第64页/共123页66副反应：产物二甲苯的二次歧化CH3CH3+CH3CH3(CH3)22CH3+CH3CH3(CH3)22(CH3)2CH3第65页/共123页67副反应：产物二甲苯与原料或副产物的烷基转移CH3+CH3(CH3)2CH3+CH3CH3+CH3(CH3)2CH3+CH3(CH3)2CH3CH3CH3CH3+CH3(CH3)22增产二甲苯第66页/共123页68副反应：甲苯脱烷基芳烃的脱氢缩合生成稠环芳烃和焦CH3+C+H2第67页/共123页69温度对平衡常数影响不大第68页/共123页70第69页/共

8、123页71第70页/共123页72 甲苯歧化的动力学22200)1(TTTTpKpKkr第71页/共123页73 甲苯歧化的动力学第72页/共123页74第73页/共123页75第74页/共123页76第75页/共123页77第76页/共123页78第77页/共123页79第78页/共123页80第79页/共123页81第80页/共123页82第81页/共123页83第82页/共123页84第83页/共123页85l 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l 副反应 歧化 芳烃的加氢反应主副反应及热力学分析第84页/共123页86热力学分析u反应热效应小，温度对Kp影

9、响不明显u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左右间二甲苯对二甲苯邻二甲苯第85页/共123页87l 三种异构体之间的相互转化：连串式异构化反应：邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯第86页/共123页88）（异构PBAAAKpK1ppkr温度温度/间间 对对k 103间间 邻邻k 1033710.02630.01894270.1180.0894820.49730.334第87页/共123页89乙苯的异构化过程C2H5加氢C2H5C2H5CH3异构CH3CH3脱氢CH3CH3低温有利于加氢高温有利于异构和脱氢第88页/共123页90u无定型SiO2Al2O3催化剂u铂/酸性载体

10、催化剂uZSM分子筛催化剂uHFBF3催化剂第89页/共123页91p 临氢异构 原料不需进行乙苯分离，以贵金属为催化剂，已被广泛采用p 非临氢异构 采用的催化剂一般为无定型SiO2Al2O3，在高温下进行，不能使乙苯转化为二甲苯第90页/共123页92C8芳烃异构化工业过程举例 临氢气相异构化工艺流程 原料准备部分 反应部分 产品分离部分 第91页/共123页93C8芳烃异构化新技术MHAI工艺第92页/共123页94第93页/共123页95 主反应放热反应热力学上有利（气）CH2CH2C2H5（气）（气）CH3CHCH2（气）CH(CH3)2（液）CH2CH2（液）C2H5第94页/共12

11、3页96副反应苯烷基化反应的化学过程 第95页/共123页97芳烃烷基化的催化剂第96页/共123页98烷基化工业生产方法-乙苯生产工艺第97页/共123页99a.传统的无水三氯化铝法b.高温均相无水三氯化铝法 第98页/共123页100l可采用较高的乙烯/苯摩尔比（0.8）l三氯化铝用量仅为传统法的25%，并且络合物不需循环使用l可使多乙苯的生成量控制在最低限度l副产物焦油少l反应温度高有利于废热回收l废水排放量少液相烷基化法第99页/共123页101p 以BF3 Al2O3为催化剂的Alkar法p ZSM-5分子筛催化剂的Mobil-Badger法，乙苯收率98%；HZSM-5时收率达到9

12、9.3%p 催化剂寿命2年以上p 多层固定床绝热反应器气相烷基化法第100页/共123页102第101页/共123页103催化精馏技术第102页/共123页104C8芳烃的组成与性质组分组分性质性质沸点沸点熔点熔点相对碱度相对碱度与配合物相对稳定与配合物相对稳定性性邻二甲苯邻二甲苯144.411-25.17322间二甲苯间二甲苯139.104-47.872310020对二甲苯对二甲苯138.35113.26311乙苯乙苯136.186-94.9710.1第103页/共123页105 沸点差异 精馏法凝固点差异 深冷结晶法配合物稳定性 络合分离吸附能力不同 吸附分离C8芳烃单体的分离第104页/

13、共123页106邻二甲苯的分离第105页/共123页107n沸点最低n与关键组成对二甲苯的沸点仅差2.2 精馏分离耗能大 异构化装置中转化回收乙苯的分离第106页/共123页108 对、间二甲苯的分离第107页/共123页109l 模拟移动床的作用原理 吸附剂在床内固定不动，而将物料进出口点连续向上移，其作用与保持进出口点不动而连续自上而下移动固定吸附剂是一样的 模拟移动床分离C8芳烃的基本原理第108页/共123页110u 由美国UOP公司开发u 原料:C8芳烃、重整油的C8馏分、异构化生成油u 吸附剂:KBaX型分子筛 KBaY型分子筛u 脱附剂：甲苯、对二乙苯立式吸附塔第109页/共123页111第110页/共123页112MX-Sorbex工艺第111页/共123页113第112页/共123页114第113页/共123页115第114页/共123页116第115页/共123页117第116页/共123页118第117页/共123页119第118页/共123页120第119页/共123页121第120页/共123页122第121页/共123页123第122页/共123页