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“...
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。
歧化反应的定义:指的是同一物质的分子中同一价态的同一元素间发生的氧化还原反应。同一价态的元素在发生氧化还原反应过程中发生了“化合价变化上的分歧”,有些升高,有些降低。
发生歧化反应的元素必须具有相应的高价态和低价态化合物,歧化反应只发生在中间价态的元素上。氟(F2)无歧化作用,因为氟元素电负性最大,无正化合价,只有负化合价。
歧化反应的辨别方法:
自身氧化还原反应与歧化反应均属同种物质间发生的氧化还原反应,医学教|育网搜集整理歧化反应是自身氧化还原反应的一种,但自身氧化还原反应却不一定都是歧化反应。
需要注意归中反应(反歧化反应)指的是物质中不同价态的同种元素之间发生的氧化还原反应。即同一元素的价态由反应前的高价和低价都转化成反应以后的中间价态,在化学反应中元素的价态变化有个规律:只靠拢,不交叉。因此元素的高价和低价都只能向中间靠拢。归中反应和歧化反应是两个‘相反’的过程,这两种反应都一定是氧化还原反应。
甲苯-甲醇烷基化工艺的缺点:1)甲苯-甲醇烷基化工艺虽然是较为先进的工艺,但反应终温较高,操作不当易造成催化剂结焦、失活,对高温位的热量回收利用的技术要求较高;2)高温反应器及高温回收设备的材质要求高,外加高温时甲醇对设备的腐蚀较大,因此整体而言主要设备造价较高;3)催化剂的研究有待完善,亟待开发低温高效烷基化催化剂。
3、结束语
甲苯-甲醇烷基化反应是技术先进,环保安全,产品率高,原料利用率高,能耗低,效益高的生产工艺。经过对各种生产PX技术和相关同类装置的大量调研,并进行合理而全面的经济分析,项目税后内部收益率达到20%,高于目前的芳烃联产工艺的平均收益率(16%)。
考虑到各种相关因素如环境友好程度、开车安全性等,认为甲苯-甲醇烷基化反应是未来最为经济、可行的PX 生产技术路线。在反应工段采用固定床急冷甲醇控温,可有效控制反应温度。反应后体系的分离则采用闪蒸技术(回收甲醇、工艺水、氢气、瓦斯气),串接精馏及结晶分离等组合工艺,可以大大提高该工艺的竞争力
1.毒性
误食入二甲苯溶剂时,即强烈刺激食道和胃,并引起呕吐,还可能引起血性肺炎,应立即饮入液体石蜡,立即送医诊治。二甲苯蒸气对小鼠的LC为6000*10-6,大鼠经口最低致死量4000mg/kg。
二甲苯对眼及上呼吸道有刺激作用,高浓度时,对中枢系统有麻醉作用。急性中毒:短期内吸入较高浓度本品可出现作。慢性影响:长期接触有神经衰弱综合症,女性有可能导致月经异常。皮肤接触常发生皮肤干燥、皲裂、皮炎。
2.代谢和降解
在人和动物体内,吸入的二甲苯除3%~6%被直接呼出外,二甲苯的三种异构体都有代谢为相应的苯甲酸(60%的邻-二甲苯、80%~90%的间、对-二甲苯),然后这些酸与葡萄糖醛酸和甘氨酸起反应。
在这个过程中,大量邻-苯甲酸与葡萄糖醛酸结合,而对-苯甲酸必乎完全与甘氨酸结合生成相应的甲基马尿酸而排出体外。与此同时,可能少量形成相应的二甲苯酚(酚类)与氢化2-甲基-3-羟基苯甲酸(2%以下)。
3.环境危害
二甲苯是重要的化工原料,有机合成、合成橡胶、油漆和染料、合成纤维、石油加工、制药、纤维素等生产工厂的废水废气,以及生产设备不密封和车间通风换气,是环境中二甲苯的主要来源。运输、贮存过程中的翻车、泄漏,火灾也会造成意外污染事故。
扩展资料:
用途作用
广泛用于涂料、树脂、染料、油墨等行业做溶剂;用于医药、炸药、农药等行业做合成单体或溶剂;也可作为高辛烷值汽油组分,是有机化工的重要原料。还可以用于去除车身的沥青。医院病理科主要用于组织、切片的透明和脱蜡。
工业邻二甲苯为原料,先用工业浓硫酸洗涤至酸层无色,再依次用10%氢氧化钠溶液、水洗涤至合格,分出水层后用无水氯化钙干燥,然后精馏,待馏出物清亮后,收集中间馏分,即为纯品。
生产方法
1、由据粗苯各组分的沸点不同,用精馏的方法提取沸程135~145℃的馏分,得二甲苯。
2、铂重整法用常压蒸馏得到的轻汽油(初馏点约138℃),截取大于65℃馏分,先经含钼催化剂,催化加氢脱出有害杂质,再经铂催化剂进行重整,用二乙二醇醚溶剂萃取,然后再逐塔精馏,得到苯、甲苯、二甲苯等产物。
3、甲苯歧化法。此法是在催化剂作用下,使一个甲苯的甲基转移到另166催化剂(缺铝氢型丝光沸石),以重整甲苯(硝化级)和重整循环氢(85%~90%)为原料,反应温度400±2℃,压力为2MPa左右等条件下,反应制得苯和二甲苯。
4、将石油轻馏分混合苯经过加氢精制,催化重整,分离而得二甲苯。或将焦化粗苯经洗涤、分馏而得。
参考资料:百度百科----二甲苯