苯乙烯
[拼音]:benyixi
[外文]:styrene
無色油狀有芳香氣味的液體,沸點(diǎn)可達(dá)145.2℃,極易聚合。主要由乙苯制得,是聚合物的重要單體。
沿革
德國法本公司和美國陶氏化學(xué)公司于1937年采用乙苯脫氫法進(jìn)行了苯乙烯工業(yè)化生產(chǎn)。第二次世界大戰(zhàn)期間,由于生產(chǎn)合成橡膠的需要,產(chǎn)量迅速擴(kuò)大。戰(zhàn)后,由于苯乙烯系塑料的發(fā)展,苯乙烯產(chǎn)量直線上升,并出現(xiàn)了一些其他的生產(chǎn)方法。例如:1966年,美國哈康公司開發(fā)了乙苯共氧化法;70年代初,日本等國采用萃取精餾從裂解汽油中分離苯乙烯,制得的苯乙烯量取決于乙烯生產(chǎn)的規(guī)模。1981年,世界苯乙烯裝置的總能力達(dá)17.13Mt,其中90%以上采用乙苯催化脫氫法制造的。
生產(chǎn)方法
主要有乙苯催化脫氫法和乙苯共氧化法兩種。
乙苯催化脫氫法
乙苯在催化劑作用下,達(dá)到550~600℃時(shí)脫氫生成苯乙烯:
乙苯脫氫是一個(gè)可逆吸熱增分子反應(yīng),加熱減壓有利于反應(yīng)向生成苯乙烯方向進(jìn)行。工業(yè)上采用的方法是在進(jìn)料中摻入大量高溫水蒸氣,以降低烴分壓,并提供反應(yīng)所需的部分熱量,水蒸氣與烴的摩爾比(簡稱水比)視反應(yīng)器類型的不同而異,范圍約在6~14之間。
(1)催化劑 早期采用的有美國加利福尼亞標(biāo)準(zhǔn)油公司的鎂系催化劑和德國法本公司的鋅系催化劑。第二次世界大戰(zhàn)后,廣泛采用美國殼牌石油公司開發(fā)的以氧化鐵為主要成分的催化劑(Fe2O3:K2O:Cr2O3=87:10:3),乙苯轉(zhuǎn)化率約60%,選擇性約87%。1978年,又出現(xiàn)了一種加有多種助催化劑的鐵系催化劑,苯乙烯選擇性可達(dá)95%,加入的助催化劑多為堿金屬或堿土金屬,如鉀、釩、鉬、鎢、鈰、鉻等。80年代工業(yè)上仍在繼續(xù)努力開發(fā)適用于低水比的催化劑,以節(jié)約能耗。
(2)反應(yīng)器 乙苯脫氫反應(yīng)器有等溫和絕熱兩種。等溫反應(yīng)器為列管式,已很少采用。使用絕熱反應(yīng)器時(shí),反應(yīng)所需的熱量由提高進(jìn)料溫度(610~660℃)和加大水比(≈14)而帶入。但溫度過高將引起乙苯的熱裂解,通常采用徑向反應(yīng)器(圖1),以減小氣體通過催化劑層的溫度降、壓力降,并分段引入過熱蒸汽,使軸向溫度分布均勻。
(3)工藝流程 包括乙苯脫氫和苯乙烯精餾分離兩部分(圖2)。
乙苯在反應(yīng)器內(nèi)轉(zhuǎn)化率約在35%~40%,脫氫液約含乙苯55%~60%,苯乙烯35%~40%以及少量苯、甲苯及焦油等。用精餾方法可分出苯乙烯成品。由于乙苯和苯乙烯的沸點(diǎn)比較接近,分離時(shí)所需塔板數(shù)較多,而苯乙烯在較高溫度下又極易聚合。為了減少聚合反應(yīng)的發(fā)生,除加對(duì)苯二酚或硫等阻聚劑外,尚需采用減壓操作,并使用塔板效率高、阻力小的新型塔器或新型高效填充塔,使塔釜溫度不超過90℃。(見彩圖)
乙苯共氧化法
乙苯先氧化制得過氧化氫乙苯,經(jīng)與丙烯反應(yīng)生成甲基芐醇,再脫水成苯乙烯。反應(yīng)式如下:
此法的特點(diǎn)是生產(chǎn)每噸苯乙烯的同時(shí),可聯(lián)產(chǎn)0.4t環(huán)氧丙烷。它既不需脫氫法那樣的高溫,又可避免氯醇法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的污染問題。但反應(yīng)復(fù)雜、副產(chǎn)物多、工藝過程長,乙苯單耗較脫氫法高。
用途
最重要的用途是作為合成橡膠和塑料的單體,以生產(chǎn)丁苯橡膠、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯;也用于與其他單體共聚制造多種不同用途的工程塑料,如與丙烯腈、丁二烯共聚制得的ABS樹脂,廣泛用于各種家用電器及工業(yè)儀表上;與丙烯腈共聚制得的SAN是耐沖擊、色澤光亮的樹脂;與丁二烯共聚所制得的SBS是一種熱塑性橡膠,廣泛用作聚氯乙烯、聚丙烯的改性劑等。此外,少量苯乙烯也用作香料等中間體。
參考文章
- 用廢聚苯乙烯泡沫塑料改性制備水性防水涂料廢水治理
- 接觸氧化工藝處理聚苯乙烯生產(chǎn)廢水廢水治理
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標(biāo)簽:苯乙烯
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文章名稱:《苯乙烯》
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