㈡ 苯烷基化反应的化学过程.ppt

第二章 芳烃转化（12学时） 基本要求：了解工业芳烃的主要来源及芳烃转化的实际意义；掌握环丁砜法抽提芳烃的生产方法、原理、工艺过程；熟悉芳烃转化的主要方法、途径和催化剂；了解C8芳烃的分离原理和方法；熟悉芳烃的烷基化制烷基苯的用途、生产方法、原理、工艺过程及主要设备 重点：芳烃转化的主要反应；芳烃烷基化的主要方法和途径。 难点：芳烃烷基化的主要方法和途径。 第五节 芳烃的烷基化 一、概述 二、烷基化方法 一、概述 ㈠ 烷基化剂 ㈡ 苯烷基化反应的化学过程 ㈢ 催化剂 一、概述 1、芳烃的烷基化，又称烃化 ㈠ 烷基化剂 1、烯烃 2、卤代烷烃 ㈡ 苯烷基化反应的化学过程 1、主反应（以生产乙苯为例） 苯的烷基化反应是一反应热效应甚大的放热反应，在较大的温度范围内，在热力学上是很有利的。只有当温度高时，才有逆反应发生。 ㈡ 苯烷基化反应的化学过程 2、副反应 ㈢ 催化剂 (1) 酸性卤化物的络合物。 (2) 磷酸/硅藻土。 (3) BF3/γ-Al2O3。 (4) ZSM－5分于筛催化剂。 二、烷基化方法 ㈠ 液相烷基化法 ㈡ 气相烷基化法 ㈠ 液相烷基化法 1、传统的无水三氯化铝法 ① 反应条件 a. 压力 液相烷基化反应，压力的影响不大。一般多在常压或稍高于常压的条件下进行生产。 b. 乙烯与苯的比例 乙烯对苯的摩尔比增大时，乙苯与多乙苯的平衡组成都随之提高。摩尔比愈小，未反应的苯也愈多，能量消耗则愈大，适宜的理论摩尔比为0.5～0.6。 多烷基苯在催化剂作用下能迅速进行烷基转移反应，一般所生成的多烷基苯循环使用。 ㈠ 液相烷基化法 1、传统的无水三氯化铝法 ② 工艺流程 ㈠ 液相烷基化法 1、传统的无水三氯化铝法 ③ 缺点 a.以A1Cl3—HCl溶液为催化剂的液相烷基化制乙苯。 b.烷基化产物中冷却分离所得到的大量三氯化铝络合物，导致反应系统生成较多的高沸物和焦油，降低了乙苯的收率。 c.焦油等会包裹催化剂，使其失活而增加催化剂的消耗量 d.有较多失活的三氯化铝络合物需从系统中排出。 ㈠ 液相烷基化法 2、高温均相无水三氯化铝法 优点 a. (C2H5)3C6H3…H+A12Cl7-；能迅速地溶解在苯的混合物中，可得到完全均相体系 b.利于乙烯与溶解于三氯化铝络合物中的苯进行瞬问反应，而生成乙苯。 c.催化剂用量少，反应温度高。 d.内外圆筒的烷基化反应器：在内圆筒中可瞬间完成乙烯和苯的烷基化反应；在外圆筒进行烷基转移反应 e.提高了乙烯和苯的摩尔比，得到较高的乙苯收率，使多乙苯的生成量限制在最低值。 ㈡ 气相烷基化法 第六节 芳烃的脱烷基化 一、方法简介 二、甲苯加氢脱烷基制苯 第六节 芳烃的脱烷基化 1、芳烃的脱烷基化 一、方法简介 ㈠ 烷基芳烃的催化脱烷基 ㈡ 烷基芳烃的催化氧化脱烷基 ㈢ 烷基芳烃的加氢脱烷基 ㈣ 烷基苯的水蒸汽脱烷基法 二、甲苯加氢脱烷基制苯 ㈠ 主副反应和热力学分析 ㈡ 催化剂 ㈢ 工艺流程 ㈠ 主副反应和热力学分析 ㈠ 主副反应和热力学分析 ㈡ 催化剂 主要是由周期表中第Ⅳ、Ⅷ族中的Cr、Mo、Fe、Co和Ni等元素的氧化物负载于Al2O3、SiO2等载体上所组成，其质量分数为4％-20％。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。 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10％-15％（以质量计）的水蒸气。 ㈢ 工艺流程 1、以氧化铬-氧化铝为催化剂的甲苯脱甲基制苯的工艺过程 2、甲苯加氢热脱甲基制苯的工艺过程 * * （1）多烷基苯的生成 （2）异构化反应，产物是三种异构体邻、间、对的混合物。 （3）烷基转移(反烃比)反应 （4）芳烃缩合和烯烃聚合反应，生成高沸点的焦油和焦炭。 四个反应的平衡常数和温度的关系如表2-19所示。 *