芳烃

生物科学2023-02-03 11:36:39百科

芳烃

含苯环结构的碳氢化合物的总称,是有机化工的重要原料,包括单环芳烃、多环芳烃及稠环芳烃。单环芳烃只含一个苯环,如苯、甲苯、乙苯、二甲苯、异丙苯、十二烷基苯等。多环芳烃是由两个或两个以上苯环(苯环上没有两环共用的碳原子)组成的,它们之间是以单键或通过碳原子相联,如联苯、三苯甲烷等。稠环芳烃是由两个或两个以上的苯环通过稠合(使两个苯环共用一对碳原子)而成的稠环烃,其中至少一个是苯环,如萘、蒽等。芳烃中最重要的产品是苯、二甲苯,其次是甲苯、乙苯、苯乙烯、异丙苯。苯及其分子量较小的同系物是易燃液体,不溶于水,密度比水小;多环芳烃及稠环芳烃多是晶状固体。芳烃均有毒性,其中以苯对中枢神经及血液的作用最强。稠环芳烃有致癌作用。

来源

芳烃来源于煤和石油,煤干馏过程中能生成多种芳烃。19世纪初叶至中叶,从煤干馏所得煤焦油中陆续分离出苯、甲苯、萘、蒽等芳烃。此后,工业用芳烃主要来自煤炼焦副产焦炉煤气及煤焦油。石油中含多种芳烃,但含量不多,且其组分与含量也因产地而异。20世纪40年代后实现石脑油的催化重整,将石脑油中的非芳烃转化为芳烃。从烃类裂解所得的裂解汽油中也可分离出芳烃。芳烃主要来源已从煤转化为石油。现在,世界总产量中90%以上来自石油。不同来源含芳烃馏分的组成不同(见表)。

图 生产方法

重整汽油中芳烃可用萃取法分出。裂解汽油中的芳烃,也常用萃取法分出,但在萃取前需用催化加氢法除去不稳定的双烯烃、单烯烃和含硫化合物等(见芳烃抽提)。由于裂解汽油中芳烃含量较高,因此也可用萃取精馏分离出芳烃。常用的萃取剂有NN-二甲基甲酰胺、N-甲酰吗啉、Ν-甲基吡咯烷酮、环丁砜等。在萃取精馏塔中,非芳烃从塔顶蒸出,芳烃与溶剂留在塔底。此法与萃取法相比,设备简单、操作费用低,但芳烃收率略低。煤炼焦副产的焦炉煤气,经吸收得吸收液,分离出其中粗苯馏分,内含C8、C9芳烃,可再精馏分离。煤炼焦副产煤焦油,经分馏可得轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油、沥青等馏分,再用精馏、结晶等方法分离得到苯系、萘系、蒽系芳烃。芳烃中,苯、对二甲苯用途广,需求量大;甲苯、间二甲苯、C9芳烃等用途较少。工业上可通过各种转化过程将甲苯、间二甲苯、C9芳烃等转化为苯、对二甲苯等。转化过程中主要进行烷基化、脱烷基、异构化、歧化以及烷基转移反应(见图)。

图 用途

芳烃是有机化工重要基础原料,其中单环芳烃更为突出。苯、二甲苯是制造多种合成树脂、合成橡胶、合成纤维的原料。甲苯可转化为二甲苯和苯。高级烷基苯是制造表面活性剂的重要原料。多环芳烃中联苯用作化工过程的热载体。稠环芳烃中萘是制造染料和增塑剂的重要原料。多种含氧、含氯、含氮、含硫的芳烃衍生物用于生产多种精细化工产品。某些芳烃或其混合物如苯、二甲苯、甲苯等可作溶剂,芳烃(如异丙苯等)辛烷值较高,用重整等方法增加轻质馏分油中的芳烃含量,对提高汽油质量有重要意义。70年代世界芳烃的化工年利用量已超过30Mt。

参考书目
  1. E.G.汉考克主编,穆光照等译:《苯及其工业衍生物》,化学工业出版社,北京,1982。(E.G. Hancock,Benzene and Its Industrial Derivatives,Ernest Benn,London,1975.)

参考文章

  • 紫外光(UV)光解油田采出水中多环芳烃如何处理废水治理
  • 厌氧-膜生物反应器处理垃圾渗滤液中多环芳烃的研究废水治理
  • 用燃料油生产乙烯、芳烃等化工产品在缴纳消费税时是否有税收优惠?财务税务
  • 为什么油脂会被有致癌作用的多环芳烃类污染?如何处理?饮食
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