脱氢反应在烷基苯生产中的作用及其研究进展
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摘 要：本文从脱氢反应生产工艺流程出发，介绍了脱氢反应在制备烷基苯生产中的作用及其工艺技术研究进展，并着重阐述了脱氢法制备烷基苯的催化剂和反应装置进展情况，对生产十二烷基苯提供相关的理论基础。
关键词：烷基苯;脱氢反应;工艺流程
1 绪论
烷基苯又称十二烷基苯，是一种芳香族化合物，是生产阴离子表面活性剂的重要原材料。烷基苯最早是由煤和石油馏分与苯合成，但是馏分中含有支链烯烃不易降解，还含有其他硫等成分易造成环境污染。随着技术进步，烷基苯主要是由十二烯烃和苯烷基化反应制备而来，其中十二烯烃的制备工艺是重之之重。十二烯烃的生产方法主要是由长链烷烃脱氢制备而成。本文主要介绍脱氢反应的原理和在制备烷基苯中的作用及其工艺研究进展情况。
2 脱氢反应在烷基苯生产中的作用
十二烷基苯的生产方法主要有石蜡烃氯化法、脱氯化法、烯烃直接合成法和脱氢反应法。脱氢法是在催化剂的作用，将长链烷烃C-C健中的氢脱掉变为烯烃。由于脱氢反应生产的烷基苯纯度比较高，与其他制备方法相比，脱氢法在制备过程中不会引入氯和回收副产品氯的问题，而且在脱氢反应的前，还会加氢精制烷烃，除去硫、氮、氧、芳烃等，因此脱氢法制备十二烷基苯在得到大规模发展。脱氢法中最为重要的一步反应是脱氢反应，在选择催化剂时，催化剂必须要有较好的选择性方能使长链烷烃脱氢在第一位，形成α烯烃也就直链烯烃。因为直链烯烃反应生成的直链十二烷基苯具有很好的生物降解性，以它为原材料制备的表面活性剂在使用后不会污染环境，且去污能力强，起泡性好。如果脱氢反应控制不好，会形成支链烷烃和二烯烃，以此生产的烷基苯不具有生物降解性，后续生产的阴离子表面活性剂使用后会产生大量污水污染环境，去污能力差。由此可见，脱氢反应在烷基苯的生产中起着关键作用，直接决定了后续产品是否具有生物降解性和去污能力的强弱。也决定了以十二烷基苯为原料生产的阴离子表面活性剂的用途和生产规模。
3 脱氢反应制备烷基苯工艺路线研究进展
脱氢反應制备烷基苯的工艺流程最初是由美国UOP公司提出，主要包括两部分：正构烷烃分离;脱氢和烷基化。两部分生产装置既可以是分开的也可以是一个整体。我国最早引进此项技术的公司是金陵石化有限责任公司，是我国首先提出以直溜煤油为原料，采用脱氢反应制备烷基苯。该套烷基苯装置包括加氢精制装置、分子筛脱蜡装置、脱氢装置和烷基化装置。在之后的几十年，脱氢反应制备烷基苯在国内经过多年的改进和创新，已形成自己的特色，改进的主要方面体现在对脱氢催化剂的研究和对反应装置的优化创新中。
3.1 脱氢反应工艺中催化剂的研究
脱氢催化剂的研究在我国最早追述到1984年，南京烷基苯厂、大连物化所和中国日化所共同努力研制了NDC-2脱氢催化剂，此款催化剂取代了UOP公司的DEH-5催化剂;1991年又开发出NDC-4脱氢催化剂，取代了UOP公司DEH-7催化剂。这些催化剂都能良好的用在反应装置中。经过长达几年的努力，先后开发出了第一代NDC-2型到NDC-10型催化剂，这些催化剂除在国内使用外，还出口印度等国家。国内脱氢反应中第二代脱氢催化剂是由抚顺石化公司和大连物化所研制的DF-2型，其也可以取代美国UOP公司的DEF-7催化剂。经过不断改进，该公司又成功开发了DF-3型脱氢催化剂，此种催化剂具有选择性好、能长期使用、高温活性好、用途广泛、适合大规模生产等特点[1]。
3.2 脱氢反应工艺中生产装置研究进展
脱氢反应制备烷基苯除了对脱氢催化剂进行改进研究来提高烷基苯的产量和纯度外，还可以通过优化烷基苯生产装置来提高产量和节约能源。美国UOP公司在1968年首次实现了烷基苯的工业化生产。到70年代，我们首次引进了UOP公司的脱氢-HF烷基化生产装置，此装置的产量年产5万吨。经过南京烷基苯厂技术人员的努力，通过改造脱氢反应器，变成膜式脱氢反应器;增加催化加的容量;增加板式换热器及循环氢压缩机;更新后处理分馏设备，进行能量优化设计，增加热泵等技术，提高了脱氢烷基苯生产装置的产量。随后，金桐石化公司提出高效板束式换热器的脱氢反应装置，此装置的使用大大提高了产量还减少了能源浪费。抚顺石化公司和琪优势化工公司先后也对脱氢生产装置进行了优化，将脱氢装置和烷基苯装置联合，循环使用未反应的苯和未脱氢的烷烃，节约成本，并对反应装置进行能量优化设计，减少能源浪费。综上所述，脱氢法制备烷基苯在国内经过不断的改进和创新，已经得到大规模的发展[2]。
4 小结
随着国内日化市场的繁荣兴盛，十二烷基苯作为日化产品非常重要的原材料，烷基苯的发展也越来越受到人们关注。脱氢工艺制备烷基苯是目前最常用的工艺技术，此项技术从最初从美国引进到现在经过改进和优化，已形成了国内特色的脱氢工艺路线法。脱氢催化剂的创新开发和技术装置的不断改进优化，都降低了烷基苯生产的原料消耗，节约成本，提高产量，使国内生产的表面活性剂能在国际上占据一席之地。
参考文献：
[1]周义龙.不同碳数长链烷烃脱氢反应动力学模型研究[D].华东理工大学，2017.
[2]孙基.烷基苯生产工艺对烷基苯磺酸钠物化性能的影响[J].化工管理，2017（22）：176.
作者简介：徐琳（1989-），女，汉族，江苏南京人，大专，助理工程师，目前从事烷基苯生产（脱氢岗位）工作。
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