芳 烃 的 利 用 研 究
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一，什么是芳烃
芳香烃简称“芳烃”，通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。是闭链类的一种。具有苯环基本结构，历史上早期发现的这类化合物多有芳香味道,所以称这些烃类物质为芳香烃,后来发现的不具有芳香味道的烃类也都统一沿用这种叫法。例如苯、萘等。苯的同系物的通式是CnH2n-6（n≥6）。
芳香族化合物在历史上指的是一类从植物胶里取得的具有芳香气味的物质,但目前已知的芳香族化合物中,大多数是没有香味的.因此,芳香这个词已经失去了原有的意义,只是由于习惯而沿用至今.
二，芳烃的类别
根据结构的不同可分为三类： ①单环芳香烃,如苯的同系物 ②稠环芳香烃，如萘、蒽、菲等； ③ 多环芳香烃，如联苯、三苯甲烷。
三．芳烃的来源有哪些途径，主要制备方法是什么
煤和石油是制备一些简单芳香烃如苯、甲苯等的原料。而这些简单芳香烃又是制备其它高级芳香族化合物的基本原料。当煤在无氧条件下加热至1000℃，煤分子通过热分馏产生煤焦油。而从煤焦油中可以产生苯、甲苯、二甲苯、萘和其它芳香化台物。与煤不同，石油中含有大量的烷烃和少量芳香化合物。石油馏分中主要含有环烷烃和链烃，将它们转化为芳香烃的主要方法是重整和芳构化。芳构化是指含六元环的脂环族化合物在铂、钯、镍等催化剂存在下，加热脱氢，生成芳香族化合物的过程。重整包括链烃裂解、异构化、关环、扩环、氢转移、烯烃吸氢等过程。重整…般都是在催化剂作用下进行的，常用的催化剂有铂、铜等。石油工业化学中一个重要的反应称临氢重整（或称铂重整），就是在氢存在下，以铂为催化剂使分子结构重新安排，例如在Pt，SiO2/Al2O3，500℃，1～4 MPa及H2存在的反应条件下进行反应。临氢重整反应过程很复杂，因为反应体系是混合物。[ 傅一克反应
傅一克酰基化反应和脱氢反应在合成稠环体系时起着很大的作用。
合成过程中要使用两次傅一克酰基化反应，第一次生成γ-氧代γ苯基丁酸，经Cemmensen还原后，再进行第二次酰化关环，然后再经一次Clemmensen还原及硒脱氢后得萘。
蒽醌是合成一大类蒽醌染料的重要中间体，它的工业合成方法是经过两次傅一克酰基化反应得到蒽醌。蒽醌再经还原脱氢后，得到蒽。
用萘和丁二酸酐发生傅一克酰基化反应，萘的1位及2位上都可被酰化，得到两个异构体，即β-（1-萘甲酰基）丙酸和β-（2-萘甲酰基）丙酸，然后按标准的方法还原、关环、还原、脱氢就得到菲。
γ-芳基丁酸在多磷酸（或85% H2S04）作用下，加热环化成六元环酮，环酮用锌汞齐、盐酸还原后，再用硒加热脱氢得到多环芳香族化合物。这个合成多环化合物的重要方法称为Haworth（哈沃斯）反应。用苯合成萘、由萘合成菲的反应实例说明，Haworth反应在合成稠环化合物中十分有用。[1] 蔻合成方法
蔻( coronene)在自然界中不存在，现在可用多种方法合成。其中一个方法是利用傅一克反应及硒脱氢反应而实现的。用2,7二甲萘通过N一溴代丁二酰亚胺进行苯甲型的溴化，两个甲基的氢各被一个溴取代，然后用Wurtz反应将两分子缩合，即得到一个十四元的环状化合物。在三氯化铝的作用下即行关环。这步反应的过程和芳香烃被烯烃烷基化类似。最后用硒脱氢即得到蔻。
六苯并蔻( hcxabenzocoronene)是目前在有机材料中应用十分广泛的一个中间体，利用二苯乙炔与2,3,4,5-四苯基环戊二烯酮的Diels - Alder反应，再脱酮生成六苯基苯，此化合物经FeCl3氧化即町生成六苯并蔻。[
四．典型的芳烃生产工艺有
按照对目的产品的不同要求，工业催化重整装置分为以生产芳烃为主的化工型、以生产高辛烷值汽油为主的燃料型和包括副产氢气的利用与化工及燃料两种产品兼顾的综合型三种。
化工型常用的加工方案是预处理一催化重整一溶剂抽提一芳烃精馏的联合过程，装置的示意流程见图4－1。
原重料整苯
预反 ≤
处应 理 甲苯
重整氢 非芳烃
芳烃抽提 芳烃精馏 C5烃
重整原料 重整生成油 芳烃 C8芳烃
重芳烃
图4－1 化工型催化重整装置流程示意图 （一）原料的来源和组成
重整原料以直馏汽油为主，但直馏汽油占原油中的比重是较少的，随着重整工业的发展，单独依靠直馏汽油做重整原料在数量上已不能满足要求，为了解决这一矛盾，一些科研单位和炼油厂曾试用二次加工的焦化汽油、热裂化汽油、加氢裂化汽油和重整芳烃抽余油等做原料。
对重整原料馏分组成的要求，要根据生产目的来确定。具体情况见表4－1。
表4－1 生产不同产品时的原料馏程
目的产物 苯 甲苯 二甲苯 苯－甲苯－二高辛烷值汽轻芳烃－汽甲苯 适宜馏60～85 85程℃
生产芳烃主要是环烷烃脱氢反应，因此含环烷烃较多的原料是良好的重整原料。环烷烃含量高的原料不仅在重整时可以得到较高的芳烃产率和氢气产率，而且可以采用较大的空速，催化剂积炭少，运转周期较长。
重整原料中含有少量的砷、铅、铜、铁、硫、氮等杂质会使催化剂中毒失活。为了保证催化剂在长周期运转中具有较高的活性，必须严格限制重整原料中杂质含量。
（二）原料的预处理过程
重整原料的预处理由预分馏、预加氢、预脱砷和脱水等单元组成，其典型工艺流程如图4－2所示，其目的是切取符合重整要求的馏分和脱除对重整催化剂有害的杂质及水分。
1．原料预分馏部分
预分馏的作用是切取适宜馏程的重整原料。在重整生产过程以产品芳烃为主时，预分馏塔切取60～130oC（或140oC）馏分为重整原料，＜60oC的轻馏分可作为汽油组分或化工原料。
110 ～110145 ～60～145 油 90～180 油 60～180
图4－2 催化重整装置原料预处理部分工艺原则流程图 1—预分馏塔；2—预加氢加热炉；3，4—预加氢反应器；4—脱水塔 2．预加氢部分
预加氢的目的是脱除原料油中对催化剂有害的杂质，同时也使烯烃饱和以减少催化剂的积炭，从而延长运转周期。
在预加氢条件下，原料中微量的硫、氮、氧等杂质能进行加氢裂解反应，相应的生成H2S、NH3及水等而被除去，烯烃则通过加氢变成饱和烃。例如：
3. 预脱砷部分
砷不仅是重整催化剂最严重的毒物，也是各种预加氢精制催化剂的毒物。因此．必须在预加氢前把砷降到较低程度。重整反应原料含砷量要求在lppb以下。如果原料油的含砷量＜100ppb，可不经过单独脱砷，经过预加氢就可符合要求。
4．脱水部分
由预加氢反应器出来的油—气混合物经冷却后在高压分离器中进行气液分离。由于相平衡的原因，分出的液体（预加氢生成油）中溶解有H2S、NH3和H2O等。水和氯的含量控制不当也会造成催化剂减活或失活。为了保护重整反应催化剂，必须将其除去。