轻芳烃 - 氢原子百科

芳烃是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。

详解

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nài、蒽ēn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。

定义

苯环连接烷烃或烯烃的碳链长的是重芳烃，苯环连接烷wán烃或烯烃的 碳链短的是轻芳烃。

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。

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N，N－二甲基甲酰xiān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。

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。