第8章 芳烃转化过程.ppt

第8章芳烃转化过程,8.1概述8.2芳烃转化8.3C8芳烃的分离8.4芳烃生产技术发展方向,8.1概述芳烃是含苯环结构的碳氢化合物的总称。芳烃中的“三苯”(苯、甲苯和二甲苯，简称BTX)和烯烃中的“三烯”(乙烯、丙烯和丁二烯)是化学工业的基础原料，具有重要地位。化学工业所需的芳烃主要是苯、甲苯及二甲苯。苯可用来合成苯乙烯、环己烷、苯酚、苯胺及烷基苯等；甲苯不仅是有机合成的优良溶剂，而且可以合成异氰酸酯、甲酚，或通过歧化和服烷基制苯。二甲苯和乙苯同属C8芳烃，二甲苯异构体分别为对二甲苯、邻二甲苯和间二甲苯。工业上常用术语“混合二甲苯”实际上是乙苯和三个二甲苯异构体组成的混合物。对二甲苯主要用于生产对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯，与乙二醇反应生成的聚酯用于生产纤维、胶片和树脂，是最重要的合成纤维和塑料之一。邻二甲苯主要用途是生产邻苯二甲酸酐，进而生产增塑剂，如邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等。间二甲苯的主要用途是生产间苯二甲酸及少量的间苯二脂，后者是生产杀菌剂的单体，间苯二甲酸则是生产不饱和聚酯树脂的基础原料。乙苯的主要用途是制取苯乙烯，进而生产丁苯橡胶和苯乙烯塑料等。本章主要有三部分内容，即芳烃(主要指BTX及乙苯)的生产、芳烃转化与单一芳烃产品的分离精制，后两部分是本章的重点。,8.1.1芳烃的来源与生产方法表8-1芳烃的来源表8-2芳烃的含量和组成1.焦化芳烃生产：在高温作用下，煤在焦炉炭化室内进行干馏时，煤质发生一系列的物理化学变化。焦炭（75%）粗煤气（25%）表8-3粗笨的回收粗笨,焦炉炭化室煤,干馏,初冷,脱氨,脱萘,终冷,洗油吸收,蒸馏脱吸,2.石油芳轻生产图8-1石油芳烃生产过程不同国家的石油芳烃生产模式有所不同。芳烃资源丰富的美国，苯的需要量较大，需通过甲苯脱烷基制苯补充苯的不足，而对二甲苯与邻二甲苯主要从催化重整油中分离而得，很少采用烷基转移与二甲苯异构化等工艺过程。西欧与日本芳烃资源不够丰富，因而采用芳烃转化工艺过程较多。中国芳烃资源比较少，需充分利用有限的芳烃资源，因而采用甲苯、C9芳烃的烷基转移，甲苯歧化，二甲苯异构化等工艺过程，很少采用甲苯脱烷基工艺。,I.催化重整生产芳烃催化重整是炼油工业主要的二次加工装置之一，它用于生产高辛烷值汽油或BTX等芳烃，其中约10的装置用于生产芳烃产品。(1)催化重整基本化学反应主反应：环烷脱氢、五元环异构脱氢、烷烃脱氢环化、烷烃异构、氢裂解等副反应：加氢裂解、烯烃聚合等。(2)催化重整原料催化重整原料为石脑油馏分，一般尽可能选用含环烷烃多的石脑油作为原料。对于馏程，一般根据生产目的芳烃适当选取。生产BTX来说，原料的实沸点馏程取65145；如要利用C9芳烃增产C8芳烃，则实沸点馏程取70177为宜。表8-4我国的几种石脑油烃族组成,石脑油中含有微量的硫、氮、氧等有机物，砷和重金属等化合物。重整催化剂对这些化合物很敏感,因此石脑油在重整之前，需进行加氢处理：除去这些有害物质，加氢预处理以铝酸钴/Al2O3为催化剂，在反应温度340370，操作压力1.82.4MPa，氢油(摩尔比)0.5：1，体积空速18h-1条件下进行。预处理后，石脑油中硫的质量分数低于0.5210-6，砷低于210-9，重金属低于210-8。(3)重整催化剂重整催化剂由一种或多种贵金属元素高度分散在多孔载体上制成，主金属为铂，其质量分数在0.30.7；还有卤族元素氟或氯，其质量分数在0.51.5。目前已经工业化的双金属重整催化剂主要有三大系列，即铂铼、铂锡与铂铱。催化剂载体由n-Al2O3发展为r-Al2O3，r-Al2O3的比表面虽小于n-Al2O3，但它小于2nm的孔少，中等孔径多，且热稳定性好，能在苛刻条件下操作。,(4)催化重整工艺图8-1连续重整反应原理流程图1-反应器；2-加热器；3-换热器；4-冷却器；5-高压分离器；6-压缩机；7-泵；8-低压分离器；9-稳定塔世界上催化重整装置现有10的能力用于生产芳烃，90的能力用于生产汽油，而我国则约各占50。催化重整生产BTX的特点是，含甲苯和二甲苯较多，含苯较少。以半再生式重整为例、典型的芳烃收率为：苯68，甲苯219，二甲苯198，重芳烃64，总收率549。,II裂解汽油生产芳烃乙烯是石油化工最重要的基础原料之一。随着乙烯工业的发展，副产的裂解汽油已是石油芳烃的重要来源。(1)裂解汽油预处理裂解汽油为C5200馏分。C5馏分中含有较多异戊二烯、间戊二烯与环戊二烯，它们是合成橡胶和精细化工的重要原料；C5馏分中二烯烃经加氢生成烯烃是很好的汽油组分；C5馏分烯烃进一步加氢生成C5烷烃，可作为烃类裂解原料。依C5馏分的不同利用途径，加氢精制原料的分馏也有所不同，如图8-2所示。但其共同点是必须经蒸馏除去裂解汽油中C4馏分、部分C9芳烃与C9+馏分，,(2)裂解汽油加氢裂解汽油加氢是目前普遍采用的精制方法。由于从裂解汽油中除去双烯烃、单烯烃和氧、氮、硫等有机化合物的工艺条同，般采用二段加氢精制工艺。第一段加氢的目的，将使易生胶的二烯烃加氢转化为单烯烃以及烯基芳烃转化为芳烃。这一段加氢在比较缓和的工艺条件下进行，以避免二烯烃聚合。因此一段加氢多采用它(Pd/Al203)为催化剂，在低温(低于l00)液相下进行选择性加氢。一段加氢也有少数采用非贵金属镍钻、铂钨等催化剂，此类催化剂，其反应温度一般要高于100，在这样温度下双烯烃难免在催化剂表面聚合，从而降低催化剂活性，导致催化剂再生频繁。裂解汽油经一段加氢后，其中二烯烃含量小于2(以质量计)；第二段加氢目的，主要使单烯烃饱和并脱除硫、氧、氮等有机化合物。这一段加氢精制，普遍采用非贵金属Co-Mo-Al203系列的催化剂，工艺技术比较成熟。二段加氢在较高温度气相条件下进行。二段加氢后，裂解汽油的溴值小于1，含硫质量分数小于210-6。,III.轻烃芳构化与重芳烃的轻质化(1)由烷烃生产芳烃的Cyclar工艺此工艺首先由英国石油(BP)公司提出、以世界市场过剩的低价液化石油气丙烷、丁烷为原科，经催化脱氢、齐聚、环化相芳构化生产芳烃。图8-3Cyclar工艺流程1-热交换器；2-反应器；3-再生塔；4，5-回收塔；6-分离器(2)重芳烃轻质化的Dctol工艺,8.1.2芳烃馏分的分离由催化重整相加氢精制裂解汽油得到的含芳烃馏分都是由芳烃与非芳烃组成的混合物。由于碳数相同的芳烃与非芳烃的沸点非常接近，有时还会形成共沸物，用一般的蒸馏方法是难以将它们分离的。为了满足对芳烃纯度的要求，目前工业上实际应用的主要是溶剂萃取法和萃取蒸馏法。前者适用于从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯等。后者适用了从芳烃含量高的炸馏分中分离纯度高的单一芳烃。,8.2芳烃转化各种芳烃组分中用途最广、需求量最大的是苯与对二甲苯，其次是邻二甲苯。8.2.1芳烃的脱烷基化芳烃的脱烷基化：烷基芳烃分子中与苯环直接相连的烷基，在一定的条件下可以被脱去。工业上主要应用于甲苯脱甲基制苯、甲基萘脱甲基制萘。1.脱烷基反应的化学过程以甲苯加氢脱烷基制苯为例(1)主副反应和热力学分析主反应：副反应：,(2)催化剂活性-载体组成：主要是由周期表中第、族中的Cr、Mo、Fe、Co和Ni等元素的氧化物负载下A12O3、SiO2等载体上所组成，其质量分数为720。最常用的是氧化铬-氧化铝、氧化钼-氧化铝和氧化铬-氧化钼-氧化铝催化剂。助催化剂：为了抑制芳烃裂解生成甲烷等副反应的进行，常加入少量碱和碱土金属作为助催化剂。为防止缩合产物和焦的生成，提高催化剂的选择性，也可在反应区内加入反应物料量的1015(以质量计)的水蒸气。2.脱烷基化方法(1)烷基芳烃的催化脱烷基：烷基苯在催化裂化的条件下可以发生脱烷基反应生成苯和烯烃。此反应为苯烷基化的逆反应，是一强吸热反应。反应的难易程度与烷基的结构有关。不同烷基苯脱烷基次序为：叔丁基异丙基乙基甲基。烷基愈大愈容易脱去，甲苯最难脱甲基，所以这种方法不适用于甲苯脱甲基制苯。,(2)烷基芳烃的催化氧化脱烷基：烷基芳烃在某些氧化催化剂作用下用空气氧化可发生氧化脱烷基生成芳烃母体及二氧化碳和水。其反应通式可表示如下:例如甲苯在700500，往铀酸铋催化剂存在下，用空气氧化则脱去甲基而生成苯，选择性可达70。此法尚未工业化，其主要问题是氧化深度难控制，反应选择性较低。(3)烷基芳烃的加氢脱烷基：在大量氢气存在及加压下，使烷基芳烃发生氢解反应脱去烷基生成母体芳烃和烷烃。这一反应在工业上广泛用于从甲苯脱甲基制苯，是近年来扩大苯来源的重要途径之一;也用于从甲基萘脱甲基制萘。烷基芳烃的加氢脱烷基过程，又分成催化法和热法两种。由于热法不需催化剂，苯收率高和原料适应性较强等优点，所以采用加氢热脱烷基的装置日渐增多。,(4)烷基苯的水蒸气脱烷基法：在加氢脱烷基同样的反应条件下，用水蒸气代替氢气进行的脱烷基反应。烷基芳烃的加氢脱烷基法与烷基苯的水蒸气脱烷基法比较：通常认为这两种脱烷基方法具有相同的反应历程：甲苯还可以与反应中生成的氢作用进行脱烷基化反应，同样在脱烷基的同时也伴随发生苯环的如下开环裂解反应：突出的优点：以廉价的水蒸气代替氢气作为反应剂，反应过程不但不消耗氢气，还副产大量含氢气体。缺点：但此法与加氢法相比苯收率较低，一般在9097，需用贵金属铑作催化剂，成本较高。,3.工业生产方法脱烷基制苯工艺分为催化脱烷基与热脱烷基两种。两种工艺各有特点：催化脱烷基，气态好产量较少，氢耗较低；热脱烷基，工艺过程简单，对原料适应性强，允许原料中非芳烃含量可达30，C9芳烃可达15，补充氢气中杂质不受限制，运转期长，不需停车进行催化剂再生，但其反应温度较高(600700),对反应器材质要求高。一般认为热脱烷基工艺优点较多。I.催化脱烷基制苯(1)Hydeal法本法是目前工业上采用较多的一种催化脱烷基制苯过程。原料：催化重整油、裂解汽油、甲苯及煤焦油等。图8-4Hydeal法催化加氢脱烷基制苯工艺流程1-加热炉；2-反应器；3-闪蒸分离塔；4-稳定塔；5-白土塔；6-苯塔；7-再循环塔；8-H2提浓装置,(2)Pyrotol法特点：将裂解汽油中的芳烃全部转化为苯；采用绝热式固定床反应器，为避免反应剧烈而结焦一般采用两台反应器。第一台反应器主要进行非芳烃裂解反应，生成甲烷、乙烷等低分子烃；第二台反应器上要进行烷基苯的脱烷基反应，因此第二台反应器的温度要比第一台反应器的温度高。.甲苯热脱烷基制苯较适宜的反应条件为：反应温度700800，液空速36h-1,氢甲苯(摩尔比)35，压力3.985.0MPa和接触时间60s左右。(1)HAD法原料：可以甲苯、混合芳烃及解汽油为原料。反应条件：反应温度为600760，反应压力为3.736.87MPa，氢/烃(摩尔比)为l5，停留时间为530s。最大特点：在柱塞流式反应器的6个不同部位加入由分离塔闪蒸出来的氢，从而控制反应温度稳定；因此，副反应较少，重芳烃的产率较低。以甲苯为原料加氢热脱甲基制苯的工艺流程基本上与催化加氢脱甲基的流程相似，只是反应温度较高，热量需要合理利用。,图8-5HAD法甲苯加氢热脱甲基制苯工艺流程1-加热炉；2-反应器；3-废热锅炉；4-汽包；5-换热器；6-冷却器；7-分离器；8-稳定塔；9-白土塔；10-苯塔；11-再循环(2)MHC法日本三菱石油化学公司开发，原料主要：裂解汽油，非芳烃含量可达30。原料要预先进行两段加氢处理，一段于液相进行，反应温度约为100；二段于气相进行，反应温度为350。二段加氢的产品无需冷却和分离可直接进入脱烷基反应系统。因此可降低投资和节省能耗。MHC法可采用低纯度氢气，无需预先脱除氢气中的CO、CO2、H，S及NH3，MHC过程的单程转化率为9095，苯的收率为9899，苯的纯度可达99.99。,8.2.2芳烃的歧化与烷基转移芳烃的岐化：指两个相同芳烃分子在酸性催化剂作用下，一个芳烃分子上的侧链烷基转移到另一个芳烃分子上去的反应。（8-1）烷基转移反应：指两个不同芳烃分子之间发生烷基转移的过程。（8-2）歧化和烷基转移反应互为逆反应。在工业中应用最广的是甲苯的歧化反应。1.甲苯歧化的化学过程I.甲苯歧化的主、副反应甲苯歧化的主反应如式(8-1)所示，是一可逆吸热反应，但反应热效应甚小。甲苯歧化反应的副反应有如下几种。(1)产物二甲苯的二次歧化(2)产物二甲苯与原料甲苯或副产物多甲苯之间的烷基转移反应(3)甲苯的脱烷基反应(4）芳烃的脱氢缩合生成稠环芳烃和焦,.甲苯歧化产物的平衡组成甲苯歧化是可逆反应，反应热效应小，温度时平衡常数的影响不大。如所用原料为甲苯和三甲苯的混合物时，则因苯环与甲基比例的不同，产物的平衡组成也不同。表8-5甲苯歧化产物的平衡组成.催化剂烷基苯的歧化和烷基转移必须借助于催化剂。目前工业上使用的催化剂有Y型、M型(即丝光沸石)及ZSM系分子筛催化剂等，其中对ZSM系分子筛催化剂的开发研究尤为活跃。当前工业上广泛采用的是丝光沸石催化剂。,lV.工艺条件(1)原料中杂质含量原料中若水分存在会使分子筛催化剂的活性下降，应加以脱除；有机氮化合物会严重影响催化剂的酸性，使活性下降，它在原料中的质量分数应小于2l0-7；重金属如砷、铅、铜等能促进芳烃脱氢，加速缩合反应，因此其质量分数应小于110-8。(2)C9芳烃的含量和组成为了增加二甲苯的产量，常在甲苯原料中加入C8芳烃，以调节产物中二甲苯与苯的比例。图8-6原料中三甲苯摩尔分数对产物分布的影响所以甲乙苯和丙苯在C9芳烃中的含量应有一定的限量！,(3)氢烃比临氢的作用：氢气的存在可抑制生焦生碳等反应的进行，对改善催化剂表而的积碳程度有显著的效果。反应常在临氢条件下进行但氢气量过大，不仅增加动力消耗，而且降低反应速度。工业生产上，一般选用氢与甲苯的摩尔比为10左右。氢烃比也与进料组成有关，当进料中C9芳烃较多时，由于C9芳烃比甲苯易发生氢解反应，要消耗氢，故需适当提高氢烃比；当C9芳烃中甲乙苯和丙苯含量高时，所需氢烃比更高。(4)液体空速如图8-7所示，转化率随空速的减小而增大，随温度的升高而增大；但当转化率增大到70以后，其增加速率趋于平缓。实际生产中可从相应的反应温度来选择适宜的液体空速以满足转化率的要求。,2.工业生产方法图8-8LTD法工艺流程1-反应器；2-稳定塔；3-苯塔；4-甲苯塔；5-换热器图8-9Xylene-Plus法甲苯常压歧化法工艺流程1-换热器；2-加热炉；3-反应器；4-再生器；5-提升器；6-分离器；7-空冷器；8-冷却器；9-分离器；10-废热锅炉；11-汽包；12-稳定塔,8.2.3C8芳烃的异构化C8芳烃的异构化：以不含或少含对二甲苯的C8芳烃为原料，通过催化剂的作用，转化成浓度接近平衡浓度的C8芳烃，从而达到增产对二甲苯的目的。1.C8芳烃异构化的化学过程I.主副反应及热力学分析C8芳烃异构化时，可能进行的主反应：三种二甲苯异构体之间的相互转化和乙苯与二甲苯之间的转化；副反应：歧化和芳烃的加氢反应等。乙苯的异构化过程曾在PtAl203催化剂上研究了乙苯的气相临氢异构化。得知其异构化速度比二甲苯慢，而且温度的影响较显著，如表8-6所示。表8-6反应温度对乙苯异构化,.催化剂无定型SiO2-A12O3催化剂。特性：无加氢、脱氢功能，不能使乙苯异构化，故乙苯应先分离除去，否则会发生歧化和裂解等反应而使乙苯损失，为提高其酸性，可加入有机氯化物、氯化氧和水蒸气等。控制条件：反应一般在350500常压下进行，为抑制歧化和生焦等副反应发生常在原料中加入水蒸气。优点：此类催化剂价廉，操作方便；缺点：但选择性较差、结焦快，故需频繁再生。铂酸性载体催化剂。已用的有PtSiO2-A12O3、PtA12O3和铂沸石等。特点：既有加氢、脱氢功能，又且有异构化功能，故不仅能使二甲苯之间异构化，也可使乙苯异构化为二甲苯，并具有较好的活性和选择性。所得产物二甲苯异构体的组成接近热力学平衡值。选择适宜的氢压和温度能促使乙苯的异构化并提高转化率。控制条件：通常于700500和0.982.75MPa氢压下进行异构化反应。ZSM分于筛催化剂。已用的有ZSM-7和经Ni交换的NiHZbM-5。HF-BF3催化剂。优点：具有异构化温度低、不用氢气等；缺点：但HF-BF3在水分存在下具有强腐蚀性，故原料必须经过分子筛仔细干燥并除氧。,从催化重整油、裂解汽油、甲苯歧化及其他来源得到的C8芳烃，都是二甲苯(对、邻、间)异构体和乙苯混合物，组成如表8-7所示。表8-7不同来源C8芳烃组成C8芳烃经分离萃取其中对、邻二甲苯，萃余C8芳烃通过异构化，又将其转化为对、邻、间二甲苯的平衡混合物料。2.异构化工业方法二甲苯异构化工艺有临氢与非临氢两种。(1)临氢异构催化剂可分贵金属与非贵金属两类。广泛采用的是贵金属催化剂，贵金属催化剂虽然成本高，但能使乙苯转化为二甲苯，对原料适应性强、异构化原料不需进行乙苯分离。(2)非临氢异构采用的催化剂一般为无定型Si02-A12O3，具有较高的活性，但选择性差，反应在高温下进行，催化剂积炭快，再生频繁；非临氢异构不能使乙苯转化为二甲苯。,3.C8芳烃异构化工业过程举例由于使用的催化剂不同，C8芳烃的异构化方法有多种，但其工艺过程大同小异。下面以PtA1203催化剂为例介绍C8芳烃异构化的工艺过程，见图8-10。原料准备部分由于催化剂对水分不稳定，原料必须先经脱水处理，由于二甲苯与水会形成共沸混合物，故一般采用共沸蒸馏脱水，使其含水质量分数在l10-5以下。图8-10C8芳烃异构化工艺流程1-脱水塔；2-加热炉；3-反应器；4-分离器；5-稳定塔；6-脱二甲苯塔；7-脱C9塔反应部分：干燥的C8芳烃与新鲜的和循环的氢气混合后，经换热器、加热炉加热到所需温度后进入异构化反应器。反应器为绝热式径向反应器。适宜反应条件为：反应温度为390770，反应压力为1.262.06MPa，氢气摩尔分数为7080，循环氢与原料液被的摩尔比一般为6，原料液空速一般为1.52.0h-1。芳烃收率96，异构化产物中对二甲苯的含量在1820(质量)。产品分离部分,4.C8芳烃异构化新技术MHAI工艺MHAI(MobilHighActivityIsomation)高活性异构工艺是Mobil公司开发的异构化新技术。特点：产物中对二甲苯浓度超过热力学平衡值，减少了二甲苯回路的循环量。反应器：双固定床催化剂系统(Thefixed-dualbedcatalystsystem)，即用两种分子式不同的ZSM-5沸石（两种催化剂均须流化）分别与粘结剂制成两种催化剂，分别装填于反应器上部和下部。上部主要使乙苯脱烷基和非芳烃裂解，下部主要实现二甲苯异构化。反应条件为：温度700780压力1.71.6MPa，空速510-1，氢烃摩尔比13。产物中对二甲苯浓度超过热力学平衡值。,8.2.4芳烃的烷基化芳烃的烷基化：芳烃分子中苯环上的一个或几个氢被烷基所取代而生成烷基芳烃的反应。在芳烃的烷基化反应中以苯的烷基化最为重要。这类反应在工业中主要用于生产乙苯、异丙苯和十二烷基苯等。烷基化剂：为烃的烷基化提供烷基的物质。可采用的烷基化剂有多种，工业上常用的有烯烃和卤代烷烃。1.苯烷基化反应的化学过程（1）主反应苯的烷基化反应是一反应热效应甚大的放热反应。（2）副反应副反应：多烷基苯的生成、二烷基苯的异构化反应、烷基转移(反烃化)反应(多烷基苯循环与过量的苯发生烷基转移反应而转化为单烷基苯)、芳烃缩合和烯烃的聚合反应(生成焦油和焦炭)。产物：单烷基苯和各种二烷基苯、多烷基苯异构体组成的复杂混合物。,（3）催化剂酸性卤化物的络合物。如AlC3、AlBr3、BF3、ZnCl2、Fel3等的络合物，它们的活性次序为AlBr3AlCl3FeCl3BF3ZnCl2。工业上常用的是AlCl3络合物。a.纯的无水AlCl3无催化活性，必须有助催化剂如HCl同时存在。b.A1Cl3络合物催化剂活性甚高，可使反应在100左右进行，还具有使多烷基苯与苯发生烷基转移的作用；c.对设备、管道具有强腐蚀性。磷酸硅藻土。a.该催化剂活性较低，需要采用较高的温度和压力；b.不能使多烷基苯发生烷基转移反应，故原料中苯需大大过量，以保证单烷基苯的收率；c.对烯烃的聚合反应也有催化作用，会使催化剂表面积焦而活性下降。应用：苯和丙烯气相烷基化生产异丙苯。BF3r-Al203。这类催化剂活性较好，并对多烷基苯的烷基转移也具有催化活性。适用：乙苯生产时还可用稀乙烯为原料，乙烯的转化率接近100。缺点：但有强腐蚀性和毒性。ZSM-5分子筛催化剂。这类催化剂的活性和选择性均较好。适用：乙苯生产时，可用1520低浓度的乙烯作为烷基化剂，乙烯的转化率可达100，乙苯的选择性大于99.5。,2.烷基化工业生产方法这里主要介绍苯烷基化制乙苯和异丙苯的生产工艺。I.乙苯生产工艺以苯和乙烯烷基化的酸性催化剂分类，烷基化工艺分为三氯化铝法、BF3-A1203法和固体酸法。传统的两相工艺（Dow法、旧Monsanto法）若以反应液相三氯化铝法状态分单相高温工艺（新Monsanto法）气相法（Mobil-Hadger新工艺）(1)液相烷基化法传统的无水三氧化铝法图8-11UnionCarbide-Badger乙苯生产流程1-反应器；2-澄清器；3-前处理装置；4-苯回收塔；5-苯脱水塔；6-乙苯回收塔；7-多乙苯塔,高温均相无水三氯化铝法图8-12Monsano-Lummus高温均相烃化生产乙苯示意流程图1-苯干燥踏；2-烷基反应器；3-闪蒸塔；4-水洗涤器；5-碱洗塔；6-苯塔；7-乙苯塔；8-多乙苯塔；9-催化剂制备槽高温均相新工艺与传统三氯化铝工艺相比有下述优点：可采用较高的乙烯苯(摩尔比)，并可使多乙苯的生成量控制在最低限度，乙苯收率达99.3(传统法为97.5)，副产焦油少0.60.9kgt(乙苯)，传统法为2.2；三氯化铝用量仅为传统法的25，并且络合物不需循环使用，从而减少了对设备和管道的腐蚀及防腐要求；反应温度高有利于废热回收；废水排放量少。但高温均相烃化法的反应器材质必须在高温下耐腐蚀。,(2)气相烷基化法以固体酸为催化剂的气相烷基化法。图8-13Mobil-Badger法气相烷基化生产乙苯的工艺流程1-加热炉；2-反应器；3-换热器；4-初馏塔；5-苯回收塔；6-苯、甲苯塔；7-乙苯塔；8-多乙苯塔主要优点：无腐蚀无污染，反应器可用低铬合金钢制造，尾气及蒸馏残渣可作燃料；乙苯收率高，以ZSM-5为催化剂时乙苯收率达98，以HZSM-5为催化剂时乙苯收率达993；烷基化反应温度高有利于热量的回收，完善的度热回收系统使装置的能耗少；催化剂消耗低，寿命二年以上，每千克乙苯耗用的催化剂费用是传统三氯化铝法的1/101/20；因此装置投资较低、生产成本低。缺点：由于催化剂表面积焦，活性下降甚快，需频繁进行烧焦再生。,.异丙苯生产工艺工业主要的生产工艺：固体磷酸法(U0P法)、非均相三氯化铝法(SD法)、均相三氯化铝法(Monsanto法)。图8-14催化精馏法合成异丙苯1-苯塔；2-反应精馏塔；3-异丙苯精馏塔；4-多异丙苯塔；5-烷基转化器（反烃化器）；6-干燥塔,8.3C8芳烃的分离8.3.1C8芳烃的组成与性质各种来源的C8芳烃都是三种二甲苯异构体与乙苯的混合物，它们的组成如表8-8所示。表8-8不同组成C8芳烃组成表8-9C8芳烃各异构体的某些性质C8芳烃的分离的技术难点主要在于间二甲苯与对二甲苯的分离。,8.3.2C8芳烃单体的分离1.邻二甲苯和乙苯的分离(1)邻二甲苯的分离C8芳烃中邻二甲苯的沸点最高，与关键组分间二甲苯的沸点相差5.3，可以用精馏法分离，精馏塔需150200块塔板，两塔串联，回流比710，产品纯度为9899.6。(2)乙苯的分离C8芳烃中乙苯的沸点最低，与关键组分对二甲苯的沸点仅差2.2，可以用精馏法分离，但较困难。工业上分离乙苯的精馏塔实际塔板数达300700(相当于理论塔板数200250)，三塔串联，塔釜压力0.350.7MPa，回流比50100，可得纯度在99.6以上的乙苯。其他方法有络合萃取法如日本三菱瓦斯化学公司的Poinex法以及吸附法如美国UOP公司的Ebex法。2.对、间二甲