脫氫反應在烷基苯生產中的作用及其研究進展

摘?要：本文從脫氫反應生產工藝流程出發，介紹了脫氫反應在制備烷基苯生產中的作用及其工藝技術研究進展，并著重闡述了脫氫法制備烷基苯的催化劑和反應裝置進展情況，對生產十二烷基苯提供相關的理論基礎。

關鍵詞：烷基苯;脫氫反應;工藝流程

1 緒論

烷基苯又稱十二烷基苯，是一種芳香族化合物，是生產陰離子表面活性劑的重要原材料。烷基苯最早是由煤和石油餾分與苯合成，但是餾分中含有支鏈烯烴不易降解，還含有其他硫等成分易造成環境污染。隨著技術進步，烷基苯主要是由十二烯烴和苯烷基化反應制備而來，其中十二烯烴的制備工藝是重之之重。十二烯烴的生產方法主要是由長鏈烷烴脫氫制備而成。本文主要介紹脫氫反應的原理和在制備烷基苯中的作用及其工藝研究進展情況。

2 脫氫反應在烷基苯生產中的作用

十二烷基苯的生產方法主要有石蠟烴氯化法、脫氯化法、烯烴直接合成法和脫氫反應法。脫氫法是在催化劑的作用，將長鏈烷烴C-C健中的氫脫掉變為烯烴。由于脫氫反應生產的烷基苯純度比較高，與其他制備方法相比，脫氫法在制備過程中不會引入氯和回收副產品氯的問題，而且在脫氫反應的前，還會加氫精制烷烴，除去硫、氮、氧、芳烴等，因此脫氫法制備十二烷基苯在得到大規模發展。脫氫法中最為重要的一步反應是脫氫反應，在選擇催化劑時，催化劑必須要有較好的選擇性方能使長鏈烷烴脫氫在第一位，形成α烯烴也就直鏈烯烴。因為直鏈烯烴反應生成的直鏈十二烷基苯具有很好的生物降解性，以它為原材料制備的表面活性劑在使用后不會污染環境，且去污能力強，起泡性好。如果脫氫反應控制不好，會形成支鏈烷烴和二烯烴，以此生產的烷基苯不具有生物降解性，后續生產的陰離子表面活性劑使用后會產生大量污水污染環境，去污能力差。由此可見，脫氫反應在烷基苯的生產中起著關鍵作用，直接決定了后續產品是否具有生物降解性和去污能力的強弱。也決定了以十二烷基苯為原料生產的陰離子表面活性劑的用途和生產規模。

3 脫氫反應制備烷基苯工藝路線研究進展

脫氫反應制備烷基苯的工藝流程最初是由美國UOP公司提出，主要包括兩部分：正構烷烴分離;脫氫和烷基化。兩部分生產裝置既可以是分開的也可以是一個整體。我國最早引進此項技術的公司是金陵石化有限責任公司，是我國首先提出以直溜煤油為原料，采用脫氫反應制備烷基苯。該套烷基苯裝置包括加氫精制裝置、分子篩脫蠟裝置、脫氫裝置和烷基化裝置。在之后的幾十年，脫氫反應制備烷基苯在國內經過多年的改進和創新，已形成自己的特色，改進的主要方面體現在對脫氫催化劑的研究和對反應裝置的優化創新中。

3.1 脫氫反應工藝中催化劑的研究

脫氫催化劑的研究在我國最早追述到1984年，南京烷基苯廠、大連物化所和中國日化所共同努力研制了NDC-2脫氫催化劑，此款催化劑取代了UOP公司的DEH-5催化劑;1991年又開發出NDC-4脫氫催化劑，取代了UOP公司DEH-7催化劑。這些催化劑都能良好的用在反應裝置中。經過長達幾年的努力，先后開發出了第一代NDC-2型到NDC-10型催化劑，這些催化劑除在國內使用外，還出口印度等國家。國內脫氫反應中第二代脫氫催化劑是由撫順石化公司和大連物化所研制的DF-2型，其也可以取代美國UOP公司的DEF-7催化劑。經過不斷改進，該公司又成功開發了DF-3型脫氫催化劑，此種催化劑具有選擇性好、能長期使用、高溫活性好、用途廣泛、適合大規模生產等特點[1]。

3.2 脫氫反應工藝中生產裝置研究進展

脫氫反應制備烷基苯除了對脫氫催化劑進行改進研究來提高烷基苯的產量和純度外，還可以通過優化烷基苯生產裝置來提高產量和節約能源。美國UOP公司在1968年首次實現了烷基苯的工業化生產。到70年代，我們首次引進了UOP公司的脫氫-HF烷基化生產裝置，此裝置的產量年產5萬噸。經過南京烷基苯廠技術人員的努力，通過改造脫氫反應器，變成膜式脫氫反應器;增加催化加的容量;增加板式換熱器及循環氫壓縮機;更新后處理分餾設備，進行能量優化設計，增加熱泵等技術，提高了脫氫烷基苯生產裝置的產量。隨后，金桐石化公司提出高效板束式換熱器的脫氫反應裝置，此裝置的使用大大提高了產量還減少了能源浪費。撫順石化公司和琪優勢化工公司先后也對脫氫生產裝置進行了優化，將脫氫裝置和烷基苯裝置聯合，循環使用未反應的苯和未脫氫的烷烴，節約成本，并對反應裝置進行能量優化設計，減少能源浪費。綜上所述，脫氫法制備烷基苯在國內經過不斷的改進和創新，已經得到大規模的發展[2]。

4 小結

隨著國內日化市場的繁榮興盛，十二烷基苯作為日化產品非常重要的原材料，烷基苯的發展也越來越受到人們關注。脫氫工藝制備烷基苯是目前最常用的工藝技術，此項技術從最初從美國引進到現在經過改進和優化，已形成了國內特色的脫氫工藝路線法。脫氫催化劑的創新開發和技術裝置的不斷改進優化，都降低了烷基苯生產的原料消耗，節約成本，提高產量，使國內生產的表面活性劑能在國際上占據一席之地。

參考文獻：

[1]周義龍.不同碳數長鏈烷烴脫氫反應動力學模型研究[D].華東理工大學，2017.

[2]孫基.烷基苯生產工藝對烷基苯磺酸鈉物化性能的影響[J].化工管理，2017（22）：176.

作者簡介：徐琳（1989-），女，漢族，江蘇南京人，大專，助理工程師，目前從事烷基苯生產（脫氫崗位）工作。