石油芳烴的生產(chǎn)-對二甲苯的生產(chǎn)

石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)項目九石油芳烴的生產(chǎn)知識點3：C8芳烴的分離對二甲苯的生產(chǎn)任務(wù)四C8芳烴的分離沸點差異→精餾法吸附能力不同→吸附分離配合物穩(wěn)定性→絡(luò)合分離凝固點差異→深冷結(jié)晶法1、C8芳烴的組成與性質(zhì)組分性質(zhì)沸點/℃熔點/℃相對堿度與BF3-HF生成配合物相對穩(wěn)定性鄰二甲苯144.411-25.17322間二甲苯139.104-47.8723-10020對二甲苯138.35113.26311乙苯136.186-94.9710.1———精餾法鄰二甲苯的分離乙苯的分離沸點最高，與關(guān)鍵組分間二甲苯的沸點相差5.3℃精餾法分離：150~200塊塔板，兩塔串聯(lián)，回流比7~10，產(chǎn)品純度98~99.6%沸點最低，與關(guān)鍵組分對二甲苯的沸點相差2.2℃可用精餾法分離，但較困難。300~400塊塔板，三塔串聯(lián)，回流比50~100，可得純度在99.6%以上的乙苯。精餾分離耗能大，異構(gòu)化裝置中轉(zhuǎn)化回收。其他分離方法有絡(luò)合萃取法(日本三菱瓦期公司Pomex法)、吸附法和Ebex法(美國UOP公司)C8芳烴的分離2、鄰二甲苯和乙苯的分離對、間二甲苯二者沸點相差僅0.75℃模擬移動床吸附分離法深冷結(jié)晶分離法絡(luò)合萃取分離法C8芳烴的分離3、對二甲苯、間二甲苯的分離C8芳烴的分離3、對二甲苯、間二甲苯的分離定義：利用某種固體吸附劑,有選擇地吸附混合物中某一組分，隨后使之從吸附劑上解吸出來，從而達(dá)到分離的目的。吸附分離C8混合芳烴是采用液相操作。分離原理：選擇分子篩作為吸附劑，它對于對二甲苯吸附能力較強，而對其它的二甲苯異構(gòu)體吸附能力較弱，從而使對二甲苯可以從混合二甲苯中被分子篩吸附；然后用一種液體脫附劑沖洗，使對二甲苯從分子篩吸附劑上脫附；最后用精餾的方法分離對二甲苯和脫附劑，從而達(dá)到分離對二甲苯與其它異構(gòu)體的目的。模擬移動床吸附分離法C8芳烴的分離3、對二甲苯、間二甲苯的分離模擬移動床吸附分離法吸附分離首先由美國UOP公司解決了三個問題而實現(xiàn)了工業(yè)化。一、成功研制了對各種二甲苯異構(gòu)體有較高選擇性吸附的固體吸附劑。二、研制成功以24通道旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)行切換操作的模擬移動床技術(shù)。三、找到了一種與對二甲苯有相同吸附親和力的脫附劑。工藝過程簡單，單程回收率高達(dá)98%，生產(chǎn)成本低，已取代深冷結(jié)晶，成為一種廣泛采用的二甲苯分離技術(shù)。C8芳烴的分離3、對二甲苯、間二甲苯的分離模擬移動床吸附分離工藝流程示意圖1—吸附塔A；2—吸附塔B；3—旋轉(zhuǎn)閥；4—抽余液塔；5—解吸劑槽；6—抽提液塔；7—成品塔；8—解吸劑再精餾塔石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)項目九石油芳烴的生產(chǎn)知識點2：C8芳烴的異構(gòu)化對二甲苯的生產(chǎn)任務(wù)四實質(zhì)為將對二甲苯含量低于平衡組成的C8芳烴，通過異構(gòu)后使其接近反應(yīng)溫度及反應(yīng)壓力下的熱力學(xué)平衡組成在生產(chǎn)中，C8芳烴異構(gòu)化工藝必須與二甲苯分離工藝聯(lián)合生產(chǎn)，才能最大限度的生產(chǎn)對二甲苯C8芳烴的異構(gòu)化不論何種來源的C8芳烴，其中以間二甲苯含量最多，通常是對二甲苯和鄰二甲苯的總和，而有機合成迫切需要對二甲苯含量卻不多。增加對二甲苯產(chǎn)量，最有效的方法通過異構(gòu)化反應(yīng)，將其它C8芳烴轉(zhuǎn)化為對二甲苯。不含或少含對二甲苯的C8芳烴增產(chǎn)對二甲苯(達(dá)到平衡組成)催化反應(yīng)無定型SiO2-Al2O3Pt/SiO2-Al2O3ZSM-5分子篩HF-BF3催化劑催化劑C8芳烴的異構(gòu)化①三種二甲苯異構(gòu)體之間的相互轉(zhuǎn)化②乙苯與二甲苯之間的轉(zhuǎn)化主反應(yīng)副反應(yīng)①二甲苯、乙苯加氫烷基化，生成甲烷、乙烷、苯、甲苯等。②二甲苯加氫開環(huán)裂解，最終生成低級烷烴。③二甲苯、乙苯發(fā)生歧化，生成苯、甲苯、三甲苯、二乙苯等。C8芳烴的異構(gòu)化1、異構(gòu)化反應(yīng)原理芳烴的轉(zhuǎn)化反應(yīng)（脫烷基反應(yīng)除外）都是在酸性催化劑存在下進(jìn)行，具有相同反應(yīng)機理形成正烴離子的順序：堿度大，親質(zhì)子能力大叔丁基苯＞異丙苯＞乙苯＞甲苯＞苯＞間二甲苯＞鄰二甲苯＞對二甲苯＞四甲苯＞三甲苯＞二甲苯反應(yīng)機理C8芳烴的異構(gòu)化1、異構(gòu)化反應(yīng)原理酸性催化劑提供（1）原料組成水、甲醇、CO2等氧化物及堿性有機氮化物是催化劑酸性活性中心的毒物，砷、鋁和其它重金屬則是金屬活性中心的毒物。由于原料來自重整、抽提、加氫裂解汽油等裝置，若無二次污染，這些雜質(zhì)的含量是可以達(dá)到要求的。（2）溫度溫度降低,對二甲苯平衡濃度高，但此時反應(yīng)速度較慢，特別對于雙功能的貴重金屬催化劑來說,當(dāng)溫度低于某值，產(chǎn)品則以加氫產(chǎn)物為主，二甲苯收率降低。因此,溫度選擇要權(quán)衡各方面，如催化劑性能等的影響。一般選取反應(yīng)器的進(jìn)口溫度為400～450℃。C8芳烴的異構(gòu)化2、異構(gòu)化操作條件（3）壓力壓力對乙苯異構(gòu)化有明顯影響。乙苯是經(jīng)過加氫過程異構(gòu)化為二甲苯的，而加氫反應(yīng)是放熱反應(yīng)。所以，提高壓力可提高氫分壓，降低溫度有利于乙苯異構(gòu)為二甲苯。氫分壓太低，易使催化劑表面積炭、失活，一般反應(yīng)壓力為1.37～2.30MPa。（4）空速若催化劑活性高，則允許空速高；催化劑活性低，空速必須降低。隨著空速提高，反應(yīng)產(chǎn)物中的對二甲苯濃度和乙苯轉(zhuǎn)化率將下降。一般空速為3.1h-1（5）氫油比氫氣不僅參加加氫反應(yīng)，還可防止催化劑表面積炭。氫油比一般為6：1（摩爾比）,氫氣濃度必須保持在80%以上，在生產(chǎn)過程中還應(yīng)不斷補加新鮮氫氣。C8芳烴的異構(gòu)化2、異構(gòu)化操作條件C8芳烴的異構(gòu)化3、C8芳烴異構(gòu)化的工業(yè)方法臨氫異構(gòu)—異構(gòu)化過程需加氫進(jìn)行原料不需進(jìn)行乙苯分離,以貴金屬為催化劑,能使乙苯轉(zhuǎn)化為二甲苯，已被廣泛采用。非臨氫異構(gòu)—異構(gòu)化過程不需加氫采用的催化劑一般為無定型SiO2-Al2O3，活性高,在高溫(400~500℃)下進(jìn)行，選擇性差，積炭快，再生頻繁，不能使乙苯轉(zhuǎn)化為二甲苯。C8芳烴的異構(gòu)化3、C8芳烴異構(gòu)化的工業(yè)方法臨氫氣相異構(gòu)化工藝流程C8芳烴的異構(gòu)化4、C8芳烴異構(gòu)化的工藝流程石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)項目九石油芳烴的生產(chǎn)知識點1芳烴的歧化和烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)苯與二甲苯對二甲苯的生產(chǎn)任務(wù)四甲苯的歧化；C9芳烴的烷基轉(zhuǎn)移C8芳烴的異構(gòu)化；芳烴的烷基化；芳烴的脫烷基化。苯、對二甲苯、鄰二甲苯

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需求量大甲苯、間二甲苯、C9重芳烴→大量過剩芳烴的歧化和烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)苯與二甲苯芳烴轉(zhuǎn)化原因芳烴轉(zhuǎn)化的化學(xué)過程聚苯乙烯聚酯纖維，滌綸開發(fā)芳烴轉(zhuǎn)化工藝使能根據(jù)市場需求，調(diào)節(jié)各種芳烴的含量芳烴的歧化和烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)苯與二甲苯芳烴轉(zhuǎn)化的化學(xué)過程芳烴的歧化和烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)苯與二甲苯對二甲苯產(chǎn)業(yè)鏈以甲苯和C9芳烴為原料生產(chǎn)苯和二甲苯的物料平衡情況芳烴的歧化和烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)苯與二甲苯對二甲苯的生產(chǎn)方法簡介對二甲苯的生產(chǎn)1.芳烴的歧化和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)歧化反應(yīng)烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)芳烴歧化：兩個相同的芳烴分子在酸性催化劑作用下，一個芳烴分子上的側(cè)鏈烷基轉(zhuǎn)移到另一個分子上的反應(yīng)烷基轉(zhuǎn)移：兩個不同芳烴分子之間發(fā)生烷基轉(zhuǎn)移的反應(yīng)互為可逆反應(yīng)工業(yè)上廣泛應(yīng)用的是甲苯歧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化目的：甲苯生產(chǎn)二甲苯和苯甲苯歧化的主反應(yīng)可逆吸熱反應(yīng)，但反應(yīng)熱效應(yīng)甚小對二甲苯的生產(chǎn)2、甲苯歧化反應(yīng)的化學(xué)過程甲苯歧化的副反應(yīng)①產(chǎn)物二甲苯的二次歧化上述歧化產(chǎn)物還會發(fā)生異構(gòu)化和歧化反應(yīng)對二甲苯的生產(chǎn)2、甲苯歧化反應(yīng)的化學(xué)過程②產(chǎn)物二甲苯與原料甲苯或副產(chǎn)物多甲苯之間的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)工業(yè)上常用此類烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在原料甲苯中加入三甲苯C9來以增產(chǎn)二甲苯。甲苯歧化的副反應(yīng)對二甲苯的生產(chǎn)2、甲苯歧化反應(yīng)的化學(xué)過程③甲苯的脫烷基反應(yīng)④芳烴的脫氫縮合生成稠狀芳烴和焦工業(yè)生產(chǎn)采用臨氫歧化法甲苯歧化的副反應(yīng)對二甲苯的生產(chǎn)2、甲苯歧化反應(yīng)的化學(xué)過程（1）原料中雜質(zhì)含量水分脫除有機氮化物W％<2×10–7重金屬W％<1×10–8（2）C9芳烴的濃度和組成在甲苯原料中加入C9芳烴，調(diào)節(jié)產(chǎn)物中二甲苯與苯的比例，增加二甲苯的產(chǎn)量.影響分子篩活性影響分子篩酸性促進(jìn)芳烴脫氫縮合原料中三甲苯濃度為50%左右時,產(chǎn)物中C8芳烴濃度最高原料中三甲苯摩爾分?jǐn)?shù)/%產(chǎn)物中C8芳烴摩爾分?jǐn)?shù)/%2040608010080706050403020100C8芳烴/苯（摩爾比）1005010510.5對二甲苯的生產(chǎn)3、甲苯歧化的工藝條件C9芳烴中除了三甲苯外還有三個甲乙苯異構(gòu)體和丙苯除了發(fā)生甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)外,主要發(fā)生氫解反應(yīng)甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)氫解反應(yīng)甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)和氫解反應(yīng)，會增加產(chǎn)物中乙苯含量，增加氫氣消耗。故原料中甲乙苯和丙苯應(yīng)限量。對二甲苯的生產(chǎn)3、甲苯歧化的工藝條件（3）溫度、壓力、氫烴（油）比400～500℃（X40～50%）、2.6~3.5MPa、氫烴（油）比為10：1（摩爾），氫氣純度＞80%（4）液體空速平緩液空速轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率隨液體空速的減小而增大隨溫度的升高而增大對二甲苯的生產(chǎn)3、甲苯歧化的工藝條件以甲苯和C9芳烴為原料的歧化和烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)苯和二甲苯的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有二種。一種是加壓臨氫氣相法（催化劑有貴與非貴金屬兩類）另一種是常壓不臨氫氣相法（催化劑為無定型SiO2-Al2O3，活性好，選擇性差，易積碳）。對二甲苯的生產(chǎn)4、歧化工藝流程絕熱式固定床反應(yīng)器390-500℃1098654321來自異構(gòu)化工段循環(huán)C9芳烴補充氫氣原料甲苯