甲苯歧化反应的甲苯歧化反应
甲苯歧化反应(toluene disproportionation process):甲苯在催化剂(一般采用硅铝催化剂)作用下,使一个甲苯分子中的甲基转移到另一个甲苯分子上而生成一个苯分子和一个二甲苯分子,这种反应称作歧化反应。一个甲苯与一个三甲苯也可发生歧化反应(亦称烷基转移反应)生成两个二甲苯分子。工业上用这个方法增产用途广泛的苯和二甲苯。 传统的甲苯歧化工艺以甲苯或甲苯与C9A为原料,生产苯和二甲苯,副产物为轻烃(主要是C5及其以下的饱和烃)和重芳烃(主要是C10A及其以上的重组分),也就是C10A是传统甲苯歧化工艺的副产物。
主要反应工艺:
UOP的Tatoray工艺;ExxonMobil的TransPlus;工艺韩国SK的ATA系列催化剂;UOP的TAC9工艺;SRIPT的S-TDT工艺 甲苯择形歧化技术由Mobil在80年代开发成功。
主要反应工艺:
ExxonMobil的PxMax工艺UOP的PX-Plus工艺SRIPT的SD工艺
甲苯择形歧化技术(MSTDP)由Mobil在80年代开发成功,并于1988年首次在意大利Enichem炼油厂工业化 1995年Mobile推出了新一代PxMax择形歧化工艺,与MSTDP工艺的主要区别是催化剂由原位结焦处理改为了异位结焦处理,PX浓度提高以及B/X下降。 约有10套左右装置正在运转,包括ExxonMobil、LG、BP、Reliance等。 UOP甲苯择形歧化技术(PX-Plus)于1996年工业化。 右图为甲苯歧化反应工艺图。
甲苯歧化,生成苯和二甲苯。
苯、甲苯和邻二甲苯的分离主要是通过精馏,通过精馏塔可以依次将苯,甲苯和邻二甲苯分离出来。
间二甲苯和对二甲苯由于沸点非常接近,相差不到1℃,无法通过精馏进行分离,工业生是以BaX作为吸附剂,通过模拟移动床进行分离的。
首先就看到了换热器,化工讲“三传一反”,那第一个就看到了传热。
烷基化反应器自然就是化学反应过程。
三相分离器就是气相、有机相、水相三相分层分离,属于动量传递过程。
精馏塔,其冷凝器和再沸器内,就会发生热、 质传递同时进行,而且又伴有动量传递。
目前,处理含“三苯”有机废气的方法主要有活性炭吸附法、催化燃烧法以及生物处理法3种。 (1)活性炭吸附法。利用专门的活性炭来吸附废气中的苯、甲苯、二甲苯等有机气体,当吸附一定量的废气后,吸附容量开始下降,这时需要更换活性炭或对活性炭进行再生处理。这种方法适用于处理低浓度、气量不大的工况,如果废气量大或浓度较高,则需要频繁的更换活性炭,产生的大量废弃活性炭容易成为二次污染,并且运行成本很高。此外,活性炭对其它直链的烷烃吸附效果较差。对于低浓度、大气量的废气,通常是将活性炭吸附和催化燃烧法结合起来同时使用。先采用活性炭进行吸附提浓,然后在再生过程将含有高浓度有机物的解析气进行催化燃烧,这样可以避免产生大量的活性炭污染物。(2)催化燃烧法。催化燃烧法处理含“三苯”有机废气,是在含铅、钯等贵金属催化剂的作用下,在较低的温度下将废气中的有机污染物氧化变成二氧化碳、水。这是一种在催化条件下、无明火的有机废气处理方法,可以处理各种有机废气。这种方法已经很成熟且已广为使用,适用于处理高浓度的有机废气,但是如果催化剂床层温度控制不好,有发生爆炸的危险。(3)生物法。生物法是指采用微生物对含“...
1、苯制取甲苯,采用的是付克烷基化反应。
2、在催化剂ALCL3的存在下用苯和CH3CL反应,即苯与一氯甲烷发生取代反应,氯化铝作催化剂。还有,所有材料都要保证干燥,不然产率很低。
3、工业方法:
(1)、由炼厂抽提,原料是催化重整汽油。
(2)、由石化厂抽提,原料是加氢裂解汽油(PY GAS)。
4、另外,甲苯歧化技术也可通过切换开工模式来制取甲苯,相应的生产装置叫TDP装置。这种装置有两种生产模式:
(1)、甲苯->纯苯+异构级二甲苯。
(2)、纯苯->甲苯+异构级二甲苯。
扩展资料
甲苯作用与用途:
甲苯大量用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂,也是有机化工的重要原料,但与同时从煤和石油得到的苯和二甲苯相比,目前的产量相对过剩,因此相当数量的甲苯用于脱烷基制苯或岐化制二甲苯。甲苯衍生的一系列中间体。
广泛用于染料;医药;农药;火炸药;助剂;香料等精细化学品的生产,也用于合成材料工业。甲苯进行侧链氯化得到的一氯苄;二氯苄和三氯苄,包括它们的衍生物苯甲醇;苯甲醛和苯甲酰氯(一般也从苯甲酸光气化得到),在医药;农药;染料,特别是香料合成中应用广泛。
甲苯的环氯化产物是农药;医药;染料的中间体。甲苯氧化得到苯甲酸,是重要的食品防腐剂(主要使用其钠盐),也用作有机合成的中间体。
甲苯及苯衍生物经磺化制得的中间体,包括对甲苯磺酸及其钠盐;CLT酸;甲苯-2,4-二磺酸;苯甲醛-2,4-二磺酸;甲苯磺酰氯等。
用于洗涤剂添加剂,化肥防结块添加剂;有机颜料;医药;染料的生产。甲苯硝化制得大量的中间体。可衍生得到很多最终产品,其中在聚氨酯制品;染料和有机颜料;橡胶助剂;医药;炸药等方面最为重要。
参考资料来源:百度百科-苯
参考资料来源:百度百科-甲苯
我国石油级甲苯的生产主要有两种生产路线:
一、由炼厂抽提,原料是催化重整汽油.
二、由石化厂抽提,原料是加氢裂解汽油(PY GAS).
另外,甲苯歧化技术也可通过切换开工模式来制取甲苯,相应的生产装置叫TDP装置.这种装置有两种生产模式:甲苯->纯苯+异构级二甲苯纯苯->甲苯+异构级二甲苯 上述工艺生产出的都是石油级产品,除此之外,用炼焦的副产品焦化粗苯也可生产苯、甲苯、二甲苯,但产品的级别为焦化级,其精度低于石油级产品,只能在少数行业部分替代后者使用.对(石油级)甲苯、(石油级)二甲苯而言,焦化级产品所占市场份额可以忽略.
根据网上的资料,腾龙芳烃生产PX的原料是全馏分石脑油(96万吨/年)和减压馏分油(220万吨/年)。什么是全馏分石脑油?什么是减压馏分油?这要从石油的化学成分说起。
石油是一种主要由碳氢化合物(简称“烃”)组成的成分复杂的混合物。要想把石油用做化工原料,就必须把它“拆分”成一些组成成分相对比较简单的混合物。最简单、也是最常用的“拆分”方法,叫做分馏。它的原理很简单:石油的各个组分的沸点是不同的;把石油加热到一定温度,低沸点的组分就会先沸腾气化,而和母液分离,把这部分蒸气冷凝,就得到了一个低沸点的馏分;提高温度,较高沸点的组分又会接着沸腾气化,于是又可以分离出一个馏分……
现在在石油化工上,把常压沸点在60℃-220℃之间的馏分,统称为石脑油(英文为naphtha)。如果一个馏分正好将这个沸程内的全部组分都包括进去了,那就叫做“全馏分石脑油”。全馏分石脑油以直链烃类(即分子中的碳原子排成一条链而不是一个环)为主成分。
因为烃类分子中的碳原子数目越多,沸点越高,而且彼此越来越接近,所以对于石油中那些含碳更多的烃类,用常压分馏不易分开。但在减压的情况下,其沸点不仅大大降低,而且彼此的间隔拉大了,因而也就容易分开了。所谓“减压馏分油”,就是指的利用减压分馏得到的比石脑油更重的常温常压下呈液态的石油馏分,其主成分也是直链烃类。
直链烃类不能直接用于生产PX,因为PX是芳烃,分子中的碳原子排成环状而不是链状。所以,全馏分石脑油和减压馏分油都必须经过处理,才能用于生产PX,不过处理的方法不一样。对全馏分石脑油,采用的技术叫做“连续重整”,是用含铂的催化剂把直链烃类变成芳烃,得到的产品叫“重整生成油”。对减压馏分油,采用的技术叫做“加氢裂化”,是用加氢催化的方法,把其分子中较长的碳链打断成较短的两截或多截,生成小分子的烃类,得到的产品叫“裂化汽油”。所以,重整生成油和裂化汽油中芳烃的含量都大大提高了。
这两步工艺的主要副产物是氢、甲烷、乙烷和液化石油气,而这些都是重要的化工原料或燃料,所以化工厂是不会把它们白白浪费掉的。而且这些气体都是低毒的,否则,玩氢气球的小孩、生活在沼气池旁边的农民和使用液化石油气生火做饭的人可就都危险了!
2. 从重整生成油和裂化汽油到BTX
上文已述,重整生成油和裂化汽油中芳烃的含量都有所提高。得到这两样产品后,再经过一步分馏,专取其中含6个碳到8个碳(简作C6-C8,严格书写时,数字应写成下标的形式)的馏分,其中的主要成分基本就是苯、甲苯和二甲苯了。因为苯的英文是benzene,甲苯是toluene,二甲苯是xylene,所以三者合称BTX。再通过名为“抽提分离”的工艺,便可以把这三者分开。
这一步得到的主产物中,苯是著名的高毒性、高致癌性物质,甲苯和二甲苯的毒性都比较低,而且都没有证据表明它们是致癌物。副产物是C9以上的重油,则可以做为柴油使用。如果你不怕柴油味,那么你也不必怕这种副产的重油。
3. 从甲苯到苯和二甲苯
在BTX中,甲苯的需求量较少。为了得到更多的PX,需要把甲苯转化为二甲苯。这一步工艺叫做“甲苯歧化”,就是把两分子的甲苯变成一分子的苯和一分子的二甲苯。副产物是C9以上的芳烃,一般产量很少,分离出来之后如果不作为燃油添加剂,直接烧掉即可。
由此可知,腾龙芳烃生产的苯有两个来源,或者是从重整生成油和裂化汽油中直接分离得到,或者是通过甲苯歧化得到。腾龙芳烃规划的苯产量是22.8万吨/年。
4. 从二甲苯到PX
二甲苯是邻-二甲苯(英ortho-xylene,缩写为OX)、间-二甲苯(英meta-xylene,缩写为MX)和对-二甲苯(PX)三者的混合物。三者都是重要的化工原料,但PX的需求量最大,OX次之,MX很少。为了得到更多的PX,还要再通过名为“二甲苯异构化”的工艺,把MX和OX转化为PX。腾龙芳烃规划的PX产量是80万吨/年,OX产量是16万吨/年,不产MX。
MX和OX的毒性和PX相仿,都是低毒物质,没有致癌性,但有一定的致畸性。这一步的副产物有少量的苯、甲苯和C9以上的芳烃,其中苯、甲苯分离出来后可以直接导回“甲苯歧化”的反应塔中循环使用,C9以上的芳烃的处理则上文已述。
以上四步在生产上是连续进行的,前一步的产物马上就做为后一步的原料,所以完成这四步的化工装置是紧密连合成一体的,化工上叫“芳烃联合装置”,而不存在中间产物长途运输的问题。当然,还有一个重要的副产物需要提一下,这就是硫化氢。硫化氢不是在上述四步反应中生成的,而是全馏分石脑油和减压馏分油中的杂质硫形成的。硫化氢具有高毒性,并且是重要的大气污染物,所以芳烃联合装置产生的废气必须经过脱硫处理。
5. 从PX到PTA
从PX到PTA,需要两步。第一步是把PX氧化成粗对苯二甲酸,第二步是通过加氢精制,除掉其中的一种名为4-羧基苯甲醛的杂质,而得到PTA。第一步需要把PX溶解在乙酸中反应,还要使用溴化物作为反应的促进剂,反应中会生成副产物乙酸甲酯,因而排出的废气中会含有PX、乙酸、乙酸甲酯和溴的蒸气。这就是为什么居住在海沧区的居民有时可以闻到翔鹭化纤排出的气体有淡淡的酸味的原因。虽然据厦门市环保局的解释,乙酸的排放量虽然超过了人的嗅阈,但仍符合排放标准,不会对人体造成危害,但天天闻酸味总不是一件愉快的事。所以厦门市环保局在接受采访时,说他们正在敦促翔鹭化纤(以及准备和腾龙芳烃80万吨PX配套建设的翔鹭石化150万吨PTA工程)采用国际上最先进的废气处理方法,尽可能地减少有异味的乙酸、乙酸甲酯的排放。
把上面说的综合一下,就可以知道,整个PX和PTA的生产过程中,生成的高毒性或有高致癌性的物质,不过苯和硫化氢两种,此外还有乙酸、乙酸甲酯具有令人不快的异味。知道了这些,厦门民众就可以有针对性地要求和监督腾龙芳烃和翔鹭石化两家公司有效地减少这些物质的排放或泄漏,而不是在无知的情况下,没有凭据地幻想PX和PTA的生产过程中会有多少高毒、高致癌性的物质产生,并用这种空话作为维权的依据。两种情况下,孰者可以提高维权的效率,不是一目了然吗?
对于室内装修污染来说,复合木地板、板式家具、墙刷涂料一般经过国家审核监督,单独来说,在释放标准以内,但多种产品复合,就出现室内装修污染甲苯超标,经呼吸道和消化道吸收,可致使人慢性中毒。