[拼音]:yiben
[外文]:ethyl benzene
乙基苯的俗称,无色,具有芳香气味的可燃液体,沸点136.19°C。可由苯通过烷基化或直接从碳八芳烃分离获得,主要用于制造苯乙烯,少量用于有机合成工业,如制成苯乙酮用于香料、医药等方面。
第二次世界大战期间,随着苯乙烯需求量的急剧上升,乙苯的生产得到迅速发展。美国的陶氏化学公司等开发了用三氯化铝为催化剂,乙烯和苯进行液相烷基化的方法,并进行了大规模生产。其后,美国环球油品公司又开发了以磷酸-硅藻土、硅胶-氧化铝和氟化硼等催化剂进行气相烷基化的生产方法。70年代中期,美国莫比尔化学公司,开发了用分子筛催化剂(ZSM-5)的烷基化方法。现在工业上约有90%的乙苯是通过苯烷基化生产的。
从C8芳烃分离乙苯是比较困难的,通常需消耗大量能量。但从20世纪60年代以来,随着石油加工深度的增加(见石油炼制过程),直接从产量不断增大的C8芳烃中分离乙苯,仍得到一定的发展。
液相烷基化法通常是在常压、85~90°C下,采用三氯化铝为催化剂,使乙烯与苯反应生成乙苯:
副反应是乙苯进一步用乙烯烷基化生成多乙苯。工业上将苯的转化率限制在52%~55%左右,并采用高的苯与乙烯配料比(摩尔比一般为2左右),以防止生成更多的二乙苯与多乙苯。乙苯的平均收率为94%~96%。三氯化铝催化剂的特点:
(1)必须在有少量的氯化氢存在下才能起催化作用。因此,原料苯虽需经过干燥(含水太多时三氯化铝被水解,消耗量太大),但常控制有微量的水分,以产生氯化氢或另加氯乙烷等,能与苯反应生成氯化氢的物质。
(2)该催化剂兼具催化脱烷基作用(即由多乙苯与苯反应生成乙苯),故烃化液中的多乙苯可循环送回反应器。
(3)应严格控制原料苯和乙烯中的硫化物、乙炔等杂质,以减少三氯化铝的消耗。一般烃化液的组成(质量%):苯40,乙苯47,多乙苯(主要是二乙苯)13。1974年,孟山都公司开发了高温均相烷基化新工艺,反应温度140~200°C,压力0.6~0.8MPa。三氯化铝的用量可减少为原来的25%,乙苯选择性高达99%,同时还可以回收高温料液的热能。以后,孟山都公司又研究成功了回收废三氯化铝的方法,但它和传统的液相法一样,仍存在腐蚀问题。
气相烷基化法采用固体催化剂,其工艺特点和操作条件视不同的催化剂而异。早期采用的是磷酸-硅藻土催化剂,反应条件为300°C、4~6MPa。由于该催化剂不能催化脱烷基,因此,苯对乙烯的摩尔比要比液相法更高,通常为5。
50年代,美国环球油品公司开发了无腐蚀性的BF3/γ-Al2O3催化剂,它对脱烷基也具有催化活性,因此可得到很高的乙苯选择性。反应温度290°C,压力6~6.5MPa。它的另一优点是可采用低浓度乙烯为原料。用ZSM-5分子筛作催化剂的方法是一种无腐蚀、无污染的新工艺(见图),反应温度370~425°C,反应压力较采用前两种催化剂的低,为1.4~2.8MPa,苯和乙烯的摩尔比大于5,由于反应温度高,分子筛上易结炭,须进行再生(再生温度570°C、压力1.05MPa)。
为使生产连续,工业上采用两个反应器交替使用。在转化率85%时,乙苯选择性98%。
混合二甲苯分离混合二甲苯中乙苯的含量按芳烃的来源不同,约为15%~30%。工业上最常见的分离顺序是先精馏出沸点最低的乙苯(见碳八芳烃分离)。精馏需300块实际塔板,回流比为75。生产每吨乙苯约耗燃料油1t。近年正在开发低能耗的吸附分离法。