煤焦油提取物
煤焦化過程中產生的輕質焦油含有大量的苯。這是最初生產苯的方法。生成的煤焦油和煤氣壹起通過洗滌和吸收設備,高沸點煤焦油作為洗滌和吸收劑回收煤氣中的煤焦油,蒸餾後得到粗苯和其他高沸點餾分。粗苯可以提煉得到工業級苯。這種方法得到的苯純度低,環境汙染嚴重,工藝落後。
從石油中提取
原油中含有少量苯,從石油產品中提取苯是應用最廣泛的制備方法。烷烴芳構化重整這裏指的是脂肪烴環化脫氫生成芳烴的過程。這是在第二次世界大戰期間發展起來的壹個過程。在500-525℃和8-50個大氣壓下,沸點在60-200℃之間的各種脂肪烴通過用鉑-錸催化劑脫氫和環化轉化成苯和其它芳香烴。從混合物中提取芳烴產物後,苯可以通過蒸餾分離。這些餾分也可以用作高辛烷值汽油。蒸汽裂化蒸汽裂化是從低分子烷烴如乙烷、丙烷或丁烷和石油組分如石腦油和重柴油生產烯烴的方法。其副產品之壹的裂解汽油富含苯,可分餾成苯等成分。裂化汽油也可以與其他碳氫化合物混合作為汽油添加劑。裂解汽油中苯含量約為40-60%,還含有二烯烴、苯乙烯等其他不飽和組分。這些雜質在儲存過程中容易進壹步反應形成聚合物膠體。因此,有必要首先通過加氫處理從裂化汽油中除去這些雜質和硫化物,然後進行適當的分離以獲得苯產品。
芳烴分離
不同方法得到的含苯餾分成分非常復雜,用普通的分離方法很難得到有效的分離。壹般采用溶劑液-液萃取或萃取蒸餾的方法分離芳烴,然後采用普通的分離方法分離苯、甲苯和二甲苯。根據所使用的不同溶劑和技術,有許多分離方法。Udex法:由國道化工公司和UOP公司在1950共同開發。最初用二甘醇醚作為溶劑,後來改進為三甘醇醚和四甘醇醚作為溶劑。在該過程中,使用了多級提升管萃取器。苯的收率為100%。Suifolane法:荷蘭殼牌公司開發,UOP公司專利。溶劑為環丁碸,用旋轉萃取塔萃取,產品需用白土處理。苯的收率為99.9%。Arosolvan法:由聯邦德國魯奇公司於1962開發。溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP),為了提高收率,有時會加入10-20%乙二醇醚。采用特殊設計的機械萃取器,苯的收率為99.9%。IFP法:由法國石油化學研究所於1967開發。以無水二甲基亞碸(DMSO)為溶劑,丁烷為反萃劑,在轉盤塔中進行反萃。苯的收率為99.9%。Formex法:由意大利SNAM公司和LRSR石油加工部於1971開發。以嗎啉或N-甲酰嗎啉為溶劑,采用轉盤塔。芳烴總收率為98.8%,其中苯收率為100%。分子中含有壹個或多個苯環的碳氫化合物屬於芳香烴。
甲苯脫烷基化
甲苯脫烷基可用於無催化劑催化加氫脫烷基或熱脫烷基制苯。原料可以是甲苯、其與二甲苯的混合物或含有苯和其他烷基芳烴和非芳烴的餾分。甲苯的催化加氫脫烷基化使用鉻、鉬或鉑氧化物作為催化劑。在500-600℃的高溫和40-60大氣壓的條件下,甲苯可以與氫氣混合生成苯。這個過程被稱為加氫脫烷基化。如果溫度更高,可以省略催化劑。該反應根據以下方程式進行:pH-CH3+H2——→PHH+CH4。有許多技術方法,包括Hydeal方法和Ashi和& amp;Refing和UOP在1961開發。原料可以是重整油、加氫裂化汽油、甲苯、C6-C8混合芳烴、脫烷基煤焦油等。催化劑為氧化鋁-氧化鉻,反應溫度為600-650℃,壓力為3.43-3.92MPa,苯的理論收率為98%,純度可達99.98%以上,質量優於Udex法。由Houdry公司開發的Detol方法。以氧化鋁和氧化鎂為催化劑,反應溫度為540-650℃,反應壓力為0.69-5.4MPa,原料主要為C7-C9芳烴。苯的理論收率為97%,純度可達99.97%。Pyrotol方法,由空氣產品和化學品公司和Houdry公司開發。適用於乙烯副產裂解汽油制苯。催化劑為氧化鋁-氧化鉻,反應溫度為600-650℃,壓力為0.49-5.4MPa. Bextol法,殼牌公司開發。巴斯夫方法,由巴斯夫公司開發。Unidak方法,由UOP公司開發。甲苯的熱脫烷基化在高溫氫氣流下,甲苯可以在沒有催化劑的情況下脫烷基化成苯。該反應是放熱的,並且針對所遇到的不同問題已經開發了多種工藝過程。MHC加氫脫烷基工藝是由三菱石化公司和千代田建設公司於1967開發的。原料可以是純烷基苯如甲苯,以及含有少於30%非芳烴的芳烴餾分。操作溫度為500-800℃,操作壓力為0.98MPa,氫烴比為1-10。工藝選擇性為97-99%(摩爾),產品純度為99.99%。HDA加氫脫烷基工藝是由美國碳氫化合物研究公司和大西洋裏奇菲爾德公司於1962開發的。原料為甲苯、二甲苯、加氫裂化汽油和重整油。從反應器的不同部分控制反應溫度,如氫氣,反應溫度為600-760℃,壓力為3.43-6.85MPa,氫烴比為1-5,停留時間為5-30秒。選擇性為95%,產率為96-100%。Sun工藝,Sun石油公司開發的THD工藝,海灣研究開發公司和孟山都公司開發的孟山都工藝。
甲苯歧化和烷基轉移
隨著二甲苯消費量的增加,1960年代末開發了甲苯歧化和烷基轉移技術,可同時增加二甲苯產量。(主要反應見下圖)烷基轉移
這個反應是可逆的,根據所用的催化劑、工藝條件和原料,有不同的工藝過程。①①LTD的液相甲苯歧化工藝由美國美孚化工公司於1971開發,采用非金屬沸石或分子篩催化劑,反應溫度260-315℃,反應器采用液相絕熱固定床,原料為甲苯,轉化率99%以上;②②Tatoray工藝是日本東麗公司和UOP公司在1969開發的。以甲苯和混合碳九芳烴為原料,絲光沸石為催化劑,反應溫度350-530℃,壓力2.94MPa,氫烴比5-12,采用絕熱固定床反應器,單程轉化率40%以上,收率95%以上,選擇性90%,產物為苯和二甲苯的混合物。二甲苯plas工藝:由美國大西洋Richfield公司和Engelhard公司開發。以稀土Y型分子篩為催化劑,反應器為氣相移動床。反應溫度471-491℃,壓力正常。(3)③日本三菱瓦斯化學公司在1968開發的告訴工藝,氫氟酸-氟化硼催化劑,反應溫度60-120℃,低壓液相。它是腐蝕性的。
其他方法
此外,乙炔三聚也可得到苯,但產率很低。