苯烷基化知识

《苯烷基化知识》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、学习知识概述乙苯是重要的基本有机原料之一，约99.9·%用于生产苯乙烯，少量用作溶剂、稀释剂及生产二乙苯等。苯乙烯可用于生产聚苯乙烯(PS)、发泡聚苯乙烯(EPS)、工程塑料(ABS)、丁苯橡胶(SBR)和丁苯胶乳等合成材料。2008年全球乙苯生产能力约31350万t，消费量约为3200万t。2生产技术现状与开发动向2.1国外生产技术现状及开发动向目前乙苯工业生产中，除少数(约2%)乙苯来自于重整轻油C8芳烃馏份抽提外，其余90%以上是在催化剂作用下由苯与乙烯烷基化反应来制取。烷基化制乙苯工艺经过了长

2、时间的发展，已由传统的AlCl3法和改良的AlCl3法发展到上世纪80年代后期以分子筛为催化剂的生产工艺。由于以分子筛为催化剂的乙苯生产工艺无腐蚀，无污染，流程简短，且能量利用率高，因而工业利用率大幅提高，而AlCl3法逐渐被淘汰，进入90年代后就没有新建过AlCl3乙苯装置。八十年代初，世界上第一套Mobil/Badger气相烷基化制乙苯装置在美国试验成功，标志着乙苯生产技术的重大革新，它采用固体酸ZSM-5分子筛作为催化剂，第一次实现了多相催化制乙苯过程，解决了催化剂与反应物的分离问题，具有无腐蚀

3、、无污染、流程简单、热能回收利用率高等优点，成为当时最先进的乙苯工艺。分子筛气相法生产乙苯工艺在此后的十几年间，在全球乙苯技术市场迅速推广，目前世界上已有37套生产装置采用此工艺，其产能约占据世界乙苯总产能的约一半。Mobil/Badger公司为了保持其技术的领先优势和竞争力，一直致力于气相烷基化工艺和催化剂的改进，多年来一直朝高收率、高产品纯度、低能耗、低投资、宽原料适应性的方向不嘶改进，迄今为止已推出了三代催化剂及催化工艺。催化剂再生周期从第一代工艺的仅29天大大提高到第三代的一年；产品乙苯中的二

4、甲苯含量由2000ppm下降到500ppm；乙苯产品的纯度从99.2%提高99.7%。最新的分子筛气相法生产乙苯工艺烷基化反应条件为：温度388-405℃，压力1.2-1.7MPa，乙烯重量空速2.0-3.0h-1，苯烯比为6.0-7.0(mol)；烷基转移反应的工艺条件为：温度430-445℃，压力0.5-0.7MPa，总重量空速28.0-35.0h-1，苯/多乙苯比为2,0-3.0(wt)。分子筛气相法生产乙苯工艺采用的ZSM-5催化剂是高活性的烷基化和烷基转移催化剂，乙烯空速为3h-1，烷基转移

5、反应总空速高达33.0h-1，催化剂的装填量仅为相应的液相工艺的约十分之一，乙烯转化率达99.8%，催化剂可实行原位再生，再生时间仅为72h。这种择型分子筛的使用还有利于提高单烷基化反应的选择性(高达95.2%，液相工艺仅91.8%)，降低了烷基转移反应的负荷；有效的抑制了重组分的产生，焦油的生成量仅为0.3%。分子筛气相法生产乙苯工艺的一个突出优点是可以选择稀乙烯(如催化裂化干气)进料，鉴于使用稀乙烯原料的巨大的经济潜力，Mobil公司和Badger公司从71年起就开始了这项研究，并于1991年在英

6、国Stanlow建成了世界上第一套干气制乙苯装置。分子筛液相烷基化法的反应机理与气相烷基化法基本相同，只是反应在相对较低的温度和相对较高的压力下进行，烷基化反应和烷基转移反应都在液相中发生。Lummus/UOP公司联合开发的分子筛液相法生产乙苯工艺，烷基化催化剂采用8型分子筛；烷基转移催化剂采用Y型分子筛，第一套工业生产装置于1989年在日本的千叶正式运行。在Lummus/UOP工艺条件下，与气相烷基化反应相比，液相烷基化反应具有较低的温度和较高的压力，一方面大大降低了能耗，减少了能量回收系统的设备投

7、资；另一方面，催化剂使用寿命延长，异构化、裂化等副反应受到抑制，有利于提高产品的纯度，也使乙苯分离塔的尺寸比相应的气相法工艺有所减小。在反应中，只有极少量的二甲苯产生，乙苯产品中二甲苯含量不大于60ppm，最低可达20ppm，从而避免了下游苯乙烯产品因分离而造成的损失。较低的二甲苯含量是Lununus/UOP技术最具竞争力的优势之一。%Q4u2C;V/I:u!L7q+wLummus/UOP工艺遇到的一个突出的问题是C5-C7苯的共沸物以及C9-C10芳烃在反应系统中的累积问题。因为在液相烷基化条件下，

8、较低的反应温度和较高的反应压力都对裂解反应的化学平衡不利，实际上裂解反应很难发生，不可能像分子筛气相法生产乙苯工艺那样通过裂解反应，把它们裂解后以反应尾气的形式释放出系统。这就需要增加一个苯提塔，通过苯蒸汽清洗过程来减少这些杂质的累积，当然仍会有大约一半的苯的共沸物以及相当量的C9-C10芳烃留在了最终的产品中，还有一定量的C9-C10继续发生烷基化反应或烷基转移反应，最终以重组分焦油的形式排出系统，因而产品纯度虽然得到了提高，乙苯收率却损失较大。最终的