苯、甲苯和二甲苯的来源是什么？哪个比较有价值？

苯、甲苯和二甲苯的来源是什么?哪个比较有价值?

化学史61:三苯基源——芳香萃取。

催化重整工艺的产品90%用于生产汽油，10%用于生产芳烃。因此，催化重整也是芳烃的主要来源，尤其是三苯基(苯、甲苯和二甲苯)。催化重整后，直馏汽油的芳烃含量在30%-70%之间。在催化重整之前，催化裂化曾经是芳烃的重要来源。催化重整的出现进一步扩大了芳烃的来源。

芳烃生产的催化重整工艺。

催化重整生产芳烃的过程是将直馏汽油蒸馏除去C5以下的馏分，一般称为拔头油。早期的催化剂通常只能将C5以上的烷烃转化为芳烃。随后，出现了ZSM-5择形催化剂，可以将较轻的烯烃和烷烃转化为芳烃，从而诞生了所谓的M2过程。经拔头油处理后的原料，在钼酸铬和钼酸镍催化剂的作用下，加氢脱除原料油中的砷和硫，对铂催化剂有害。重整后的原料经过芳烃抽提、芳烃分离和芳烃转化，得到各种芳烃单体。

在生产芳烃的过程中，无论是催化重整过程还是裂解过程，得到的芳烃都溶解在汽油中，实际上是一种混合物。因此，有必要将这些芳烃从汽油中分离出来。传统的蒸馏方法在这里不可行。对于有机物，碳数相同的物质沸点非常接近，会形成共沸物。整改不可行，于是转而提取。一些能够选择性溶解芳烃的溶剂被用于提取芳烃。这些萃取剂和芳烃之间的沸点差异很大，因此可以通过蒸馏或气提进行分离。如果以裂解汽油为原料，催化重整中裂解反应产生的少量烯烃需要先加氢。与烯烃和芳烃的化学性质类似，它们也会与萃取剂发生作用，如果不脱除，芳烃的纯度会受到影响。

汽油裂解生产芳烃。

萃取剂也经历了几代人的发展。比较初的芳烃提取工艺是美国环球石油公司于1952年开发的UDEX法，使用二甘醇作为溶剂。20世纪六七十年代，先后出现了以环丁砜、N-甲基吡咯烷酮和N-甲酰吗啉为溶剂的萃取工艺。提取过程通常在塔式提取器中进行。在萃取过程中，原料从塔的中部进入，溶剂从塔顶进入。在接触过程中，芳烃逐渐转移到溶剂中，溶剂中芳烃的浓度自上而下增加。比较后，萃取过程完成，从塔底流出。

有两种常见的芳烃抽提工艺，称为三塔法和五塔法。三塔法可以分离混合芳烃，生产苯、甲苯、二甲苯和重芳烃。还有一个五塔工艺，可以分离二甲苯组分，得到邻二甲苯、间二甲苯、乙苯等。然后是所谓的萃取蒸馏过程，它将萃取和蒸馏这两个过程结合在一起。本发明简化了操作过程，分割精度高，可以直接分离芳烃中的各种成分。当然，它在技术和操作上更复杂。

萃取蒸馏过程

芳烃生产中还有一个问题，就是催化重整反应过于复杂，非常模糊，难以控制各种芳烃的产出比。一般来说，这些芳烃中甲苯、二甲苯和苯的比例约为5: 4: 1。其实这个比例和市场需求是有矛盾的。一般来说，二甲苯和苯的需求量比较大，而甲苯的需求量比较小。因此，有必要有合适的方法将甲苯转化为苯或二甲苯。二甲苯有三种异构体，其中

芳烃转化有两个重要过程。20世纪60年代，由于对苯需求量大，出现了甲苯脱甲基制苯的工艺。这个过程需要甲苯在酸性催化剂的存在下与氢气、蒸汽或氧气反应。后来，随着对二甲苯需求的增加，甲苯歧化在20世纪80年代开始流行，以生产苯和二甲苯。比较经典的择形催化剂也将用于甲苯歧化。

ZSM-5分子筛的选择性催化原理。

ZSM-5分子筛的择形催化原理如下。甲苯进入催化剂通道后，歧化产生的二甲苯理论上有三种异构体。三种异构体的分子大小略有不同，对二甲苯的大小比较小。ZSM5分子筛的特征孔道与对二甲苯相似。这样，反应产生的对二甲苯可以扩散出分子筛。另外两种异构体被截留在分子筛内部，相当于增加了分子筛内部的产物浓度。结果，生成邻二甲苯和间二甲苯的反应被抑制，同时生成对二甲苯的反应选择性被提高。

由于催化裂化和催化重整的出现，石油芳烃的来源迄今已占总来源的80%。芳烃的重要性之前已经介绍过了。染料、药物和香料的许多前体是芳香烃。正是因为这两种工艺，石油化工才能取代煤化工。目前，催化裂化和催化重整在芳烃来源中的比例大致相当，对于美国等国家来说，催化重整芳烃的比例可以达到80%。