苯乙烯生产技术.docx

苯乙烯生产技术
一、苯乙烯的简介
苯乙烯分子球棍模型
苯乙烯分子比例模型
苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。具有高折射性和特殊芳香 气味。沸点为145 °C,°C,难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醍 等溶剂。主要由乙苯制得，是聚合物的重要单体。
二、 苯乙烯研究历史
早在1850年人们就已知道苯乙烯不与天然树脂发生反应但要发生聚合作用。 到19世纪30年代，被应用于工业生产，苯乙烯是通过对苯乙烷进行除氢作用而 生成的（苯乙烷是汽油中提取的乙烯和苯的化合物）。德国法本公司和美国陶氏 化学公司于1937年采用乙苯脱氢法进行了苯乙烯工业化生产。
第二次世界大战后，由于苯乙烯系塑料的发展，
例如：1966年，美国哈康公司开发了乙苯共氧化法；
20世纪70年代初，日本等国采用萃取精馆从裂解汽油中分离苯乙烯，制得 的苯乙烯量取决于乙烯生产的规模。
1981年，世界苯乙烯装置的总能力达17. 13Mt,其中90%以上采用乙苯催化 脱氢法制造的。
三、 苯乙烯的用途
（1） 最重要的用途是作为合成橡胶和塑料的单体，以生产丁苯橡胶、聚苯乙烯、 泡沫聚苯乙烯；
（2） 用于与其他单体共聚制造多种不同用途的工程塑料，如与丙烯睛、丁二烯 共聚制得的ABS树脂，广泛用于各种家用电器及工业仪表上；
（3） 与丙烯月青共聚制得的SAN是耐冲击、色泽光亮的树脂；
（4） 与丁二烯共聚所制得的SBS是一种热塑性橡胶，广泛用作聚***乙烯、聚丙 烯的改性剂等。
（5） 此外，少量苯乙烯也用作香料等中间体。
（6） 近年来需求发展增长旺盛。苯乙烯还用作镇咳祛痰的易咳嗪、抗胆碱药 胃长宁的原药。[1]
四：生产方法
（一） 乙苯催化脱氢；
（二） 乙苯氧化脱氢；
（三） 哈康法（共氧化法）；
（四） 乙烯和苯直接合成
目前生产苯乙烯的主要方法是乙苯催化脱氢法（主要探讨此方法）
五、反应原理
乙苯在催化剂作用下，达到550〜600°C时脱氢生成苯乙烯:
乙苯脱氢是一个可逆吸热增分子反应，加热减压有利于反应向生成苯乙烯方向进 行。
现在的苯乙烯生产还是分二步，
第一步：乙烯和苯合成乙苯，经蒸偏，回收未反应的苯，及得到纯的 乙苯；
第二步，乙苯脱氢得苯乙烯，也经蒸馋，回收乙苯，及得到纯苯乙烯。
六：乙烯的生产
苯烷基化生产乙苯
苯烷基化反应是指在苯环上的一个或几个氢被烷基所取代，生成烷基
苯的反应。
（一）乙苯生产工艺影响因素
1温度
由反应原理可知，苯烷基化是放热反应。
从热力学方面分析，在较低温度下有较好的平衡收率，随着温度的升 高，乙苯的收率反而下降。同时，在非均相烷基化过程中，温度过高, 不利于乙烯的吸收，催化配合物容易树脂化而遭破坏。超过393K, 络合物明显树脂化。
从动力学方面分析，反应温度低，反应速度低，对反应进行不利。 适宜的温度随所用催化剂不同而不同。
2压力
£&S力It反应的强响
AtSA/Mh
乙的3/%


93. S8

叫网


912$

由表3可以看出，压力对反应的影响十分显著，即随反应压力的增加, 乙烯转化率明显增加。反应压力增加有利于乙烯在液相中的溶解吸 收，而乙烯在液相中的溶解吸收是整个过程的控制步骤，所以烷基化 反应相应加快，乙烯转化率提高。在生产控制温度下，乙烯在近乎常 压5〜6Mpa下操作，通常使用A1C13催化剂时，乙烯与苯在常压下操 作。
3原理配比
乙烯浓度对催化精馅过程有影响。干气中乙烯浓度提高，乙烯的 转化率提高，乙苯选择性降低。这是由于在反应压力一定的情况下，干 气中乙烯浓度增加，乙烯分压增大,有利于乙烯在液相中的溶解吸收, 提高了乙烯的转化率。又由于乙烯在液相中的溶解度增加，继续烷基 化反应速率增大，生成更多的二乙苯和多烷基苯等，降低了乙苯的选择 性
为了获取较高收率，- 为宜。
（二）乙苯生产工艺流程图
々相垸及化生产乙苯工艺流程图
；；：;
；
七、乙苯脱氢 （-）动力学与热力学分析
热力学分析从平衡常数与温度的关系式
dlnK》=4H
dT ~ KT2
判断,脱氢反应是一个吸热反应，AH为正值，因此平衡常数Kp随温度的上升而增 大,故可采用提高温度的办法来增大平衡常数及平衡转化率。表3-2-17示出了乙 苯脱氢反应的平衡常数与温度的关系。
表3-2-17乙苯脱氢反应的平衡常数
T/K
700
800
900
1000
1100
Kp
3