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《重整C9芳烃中提取高纯度均三甲苯地实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、实用标准重整Ｃ９芳烃中提取高纯度均三甲苯的实验研究摘要:文章介绍了以重整C9芳烃为原料,用氯代叔丁烷为烷基化剂和金属氯化物为催化剂,通过Friedel-Crafts烷基化反应,将C9芳烃中的邻间对甲乙苯、偏三甲苯转化为高沸点的烷基芳烃,使得能够利用常规精馏法分离得到高纯度的均三甲苯的新生产工艺。研究了催化剂种类、催化剂用量、烷基化剂用量、反应温度和时间等反应条件对烷基化反应的影响,得到用氯代叔丁烷为烷基化剂、AlCl3做催化剂的烷基化反应的最佳工艺条件为20℃,反应1～2h、氯代叔丁烷与C9芳烃的摩尔比为1.3、催化剂与总投料量的质量比为3%,
2、可使邻甲乙苯转化率在99.8%以上、偏三甲苯的转化率在85%以上,均三甲苯收率达130%以上。关键词:C9芳烃;烷基化;氯代叔丁烷;均三甲苯;精馏重整C9芳烃主要来自炼油厂重整装置二甲苯塔底油,主要成份为偏三甲苯、甲乙苯、均三甲苯、连三甲苯等。其中均三甲苯是一种是重要的精细化工原料,是生产均苯三酸、均苯三酸酯、三甲苯胺、均苯四酸酐、活性艳兰K-3R、紫外线吸收剂、抗氧剂330等的主要原料。但由于C9芳烃中均三甲苯含量不高,且各组分沸点十分接近。特别是均三甲苯和邻甲乙苯沸点仅差0.5℃,相对挥发度为1.009,用普通精馏分离方法得到较纯的均三平苯
3、极为困难。因此,如何从C9芳烃中提取高纯度均三甲苯成为研究热点之一。据报道,利用重整C9芳烃提取均三甲苯的工艺路线有:①偏三甲苯异构化;②重芳烃精馏分离法;③萃取精馏法;④分子筛吸附分离法;⑤络合/分离法等多种工艺。文章探讨了用三氯化铝作为催化剂,用氯代叔丁烷作烷基化剂,通过催化烷基化反应,使C9芳烃中的间、对甲乙苯、邻甲乙苯和偏三甲苯等转化为较均三甲苯高得多的烷基芳烃重组分,选择适宜的反应条件,控制均三甲苯不参加或少参加烷基化反应,即采用先反应后分离的工艺路线,然后采用常规的精馏法分离C9芳烃,就可顺利得到高纯度的均三甲苯。1原料试剂与仪器重
4、整C9芳烃混合物(其组成见表1);烷基化剂:氯代叔丁烷,纯度99.0%(C.P.);催化剂:无水三氯化铝,纯度99.0%(C.P.)、无水三氯化铁,纯度99.0%(C.P.)、无水二氯化锌,纯度99.0%(C.P.)。电动搅拌反应装置、精密精馏分离装置、气相色谱仪。文案大全实用标准2实验部分2.1实验原理由于重整C9芳烃中均三甲苯含量不高,且各组分沸点十分接近(160℃～170℃),特别是均三甲苯和邻甲乙苯沸点仅差0.5℃。但由于均三甲苯的苯环上有三个甲基基团且对称分布,其空间阻位最大,比甲乙苯和偏三甲苯的空间阻位都大。本实验通过先反应后分离的
5、工艺路线,用氯代叔丁烷与芳烃在一定条件下及催化剂作用下发生烷基化反应,将C9芳烃中的与均三甲苯沸点相近的邻间对甲乙苯及偏三甲苯尽量反应完全,转化为沸点较均三甲苯高出50℃以上的烷基芳烃,再通过精馏过程分离出纯度大于98%的均三甲苯。过程的主反应:邻甲乙苯烷基化反应图1、间甲乙苯烷基化反应图2、对甲乙苯烷基化反应图3。文案大全实用标准2.2试验方法2.2.1烷基化反应称取一定量的C9芳烃混合馏分和适量的无水三氯化锌加入三口反应烧瓶中,将定量的氯代叔丁烷加入滴液漏斗中,开启搅拌器,调节水浴温度,在保持反应温度恒定的条件下,调节烷基化剂——氯代叔丁烷
6、的滴加速度,使其在在搅拌下充分完成烷基化反应,反应结束后称重。2.2.2水洗、干燥往反应烧瓶中加入等量热水,充分搅拌后利用分液漏斗分层排出水相,来去除催化剂和反应中产生的酸性杂质,收集分液漏斗上层的油相烷基化产物,经CaCl2干燥后,即得到烷基化后的产品。2.2.3精馏取一定量的油相烷基化产物,在常压下用精密精馏柱分离收集恒定温度段(164～166℃)的馏分,分别称取馏出物和釜液的重量。用气相色谱仪分析馏分的组成。文案大全实用标准3试验结果与分析根据C9芳烃烷基化的后续精馏的要求,烷基化反应的目的是尽可能提高甲乙苯的转化率,减少均三甲苯的异构化
7、和岐化反应,保证精馏塔顶产品中均三甲苯的纯度和收率。3.1催化剂种类的影响催化剂可以加快烷基化反应速率,缩短反应时间。不同的催化剂的催化活性有很大差异,实验选用的催化剂有AlCl3,FeCl3,ZnCl2,液相反应。实验结果见表2。可以看出,在相同条件下,AlCl3作为催化剂发生烷基化反应的三个指标均高于其它催化剂,因此在C9芳烃用氯代叔丁烷作烷基化剂的烷基化的液相反应条件下,应采用AlCl3作为催化剂。3.2催化剂用量的影响由于C9芳烃的烷基化反应中,催化剂参与反应并被消耗,催化剂用量的多少对反应有相当大程度的影响。但催化剂用量的增加,会使反
8、应成本加大,同时增加后续的水洗工作量和对环境污染也较大。因此在选择催化剂用量存在催化剂/总投料量的较佳值。实验结果见表3。文案大全实用标准从表3中可以
