甲苯的同系物课件.pptVIP

*************************************甲苯的工业生产石油化工路线石油化工是当今甲苯生产的主要来源。主要通过催化重整和烃裂解两条路线。催化重整过程中，石油中的环己烷、甲基环己烷等脱氢生成芳烃，同时伴随异构化和烷基化反应，生成甲苯和其他芳烃。在石油裂解生产乙烯的过程中，也会副产甲苯等芳烃。这些产品通常需要通过精馏、萃取等工艺进一步分离纯化。煤化工路线煤化工曾是甲苯生产的传统方法，目前在某些煤炭资源丰富的地区仍有应用。主要通过煤焦油加工获得。煤在高温干馏过程中，产生焦炭、煤气和煤焦油。焦油经分馏得到轻油，进一步分离可得纯苯、甲苯和二甲苯等产品。此外，煤气化后经费托合成也可生产芳烃，但这一路线成本较高，工业应用有限。二甲苯的工业生产石油重整生产催化重整是二甲苯工业生产的主要方法。在高温(480-520℃)、高压(1-3MPa)和贵金属催化剂(如铂、铼)存在下，石油馏分中的环烷烃和链烷烃发生脱氢、异构化、烷基化等反应，生成苯、甲苯和二甲苯等芳烃混合物。重整产物通过精馏分离出芳烃混合物，再进一步分离获得各种二甲苯异构体。甲苯歧化甲苯歧化是二甲苯生产的另一重要途径。在酸性催化剂(如沸石分子筛)作用下，两分子甲苯发生不均化反应，一分子失去甲基变为苯，另一分子得到甲基变为二甲苯。反应通常在400-500℃下进行，生成的二甲苯混合物主要含有邻、间、对三种异构体，其中间二甲苯含量最高。异构化与分离由于对二甲苯工业价值最高，需要将其他异构体转化为对二甲苯。通过异构化装置，在特殊催化剂作用下，邻二甲苯和间二甲苯可以部分转化为对二甲苯。最终通过精密分馏或结晶分离获得高纯度的对二甲苯，用于生产对苯二甲酸(PTA)。这一过程是聚酯工业的关键环节。乙基苯的工业生产苯的烷基化苯与乙烯的烷基化反应是工业生产乙基苯的主要方法，占全球产量的99%以上。在Lewis酸催化剂(如AlCl?、BF?)或沸石分子筛催化剂存在下，苯与乙烯在80-180℃、1-3MPa条件下反应，形成乙基苯。现代工艺多采用固体酸催化剂，如ZSM-5沸石，具有环保、高效的优势。石油分馏副产品在石油催化重整过程中，会副产少量乙基苯。通过精馏塔分离可获得乙基苯，但纯度和产量有限，一般不作为主要生产方法。在某些原油组成特殊的地区，这种方法可能有一定应用，作为烷基化法的补充。但由于乙基苯需求量大且纯度要求高，副产方式难以满足工业需求。甲苯甲基化一种新型工艺是通过甲苯与甲醇反应，经过多步转化生成乙基苯。首先甲苯与甲醇在催化剂作用下生成二甲苯，然后通过特殊催化系统将二甲苯转化为乙基苯。这种方法在某些甲醇资源丰富、乙烯短缺的地区有一定应用前景，但目前工业化程度有限，仍处于技术发展阶段。甲苯在有机合成中的应用医药中间体甲苯作为基础原料，可用于合成多种医药中间体。甲苯氧化生成的苯甲酸可进一步转化为苯甲酰氯、苯甲醛等,用于合成阿司匹林、苯丙酸类消炎药、局部麻醉药等。甲苯经过硝化、氨化等多步反应可合成对氨基苯磺酰胺类抗菌药物。此外，甲苯衍生物还广泛用于抗抑郁药、抗肿瘤药等现代药物的合成路线中。农药中间体甲苯在农药合成中占有重要地位。氯甲苯可用于合成DDT类杀虫剂；甲苯磺酰氯是合成磺酰脲类除草剂的关键中间体；对甲苯胺用于生产某些杀菌剂。此外，通过甲苯的侧链氯化、氧化、硝化等反应，可以制备多种取代基团，形成结构多样的中间体，用于现代高效、低毒、选择性强的农药合成。染料前体甲苯是重要的染料合成原料。甲苯经硝化后还原得到甲苯胺，是合成偶氮染料的基础原料；甲苯磺化产物用于合成酸性染料；二硝基甲苯还原后可用于合成硫化染料。现代纺织工业和印染行业使用的众多染料，如分散染料、活性染料等，其合成路线中往往包含甲苯或其衍生物作为起始原料或关键中间体。二甲苯在有机合成中的应用1聚酯材料对二甲苯氧化制PTA，生产PET2塑料增塑剂邻二甲苯生产邻苯二甲酸酯3染料中间体生产各类偶氮染料和活性染料4医药合成合成药物分子骨架和官能团二甲苯在有机合成中的应用主要集中在对苯二甲酸生产领域。对二甲苯通过催化氧化反应转化为对苯二甲酸(PTA)，这是合成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的关键原料。PET广泛用于聚酯纤维、塑料瓶和薄膜的生产，是目前世界上产量最大的聚酯材料之一，年需求量超过5000万吨。邻二甲苯主要用于生产邻苯二甲酸酐，进而生产邻苯二甲酸酯类增塑剂，用于改善PVC等塑料的柔韧性。间二甲苯氧化生成的间苯二甲酸用于特种聚酯和涂料的生产。此外，二甲苯通过一系列官能团转化反应，如硝化、氨化、磺化等，可以合成结构多样的中间体，广泛应用于染料、医药、农药等精细化工领域。乙