用電安全措施
[拼音]:benyixi
[英文]:styrene
無色油狀有芳香氣味的液體,沸點可達145.2℃,極易聚合。主要由乙苯製得,是聚合物的重要單體。
沿革
德國法本公司和美國陶氏化學公司於1937年採用乙苯脫氫法進行了苯乙烯工業化生產。第二次世界大戰期間,由於生產合成橡膠的需要,產量迅速擴大。戰後,由於苯乙烯系塑料的發展,苯乙烯產量直線上升,並出現了一些其他的生產方法。例如:1966年,美國哈康公司開發了乙苯共氧化法;70年代初,日本等國採用萃取精餾從裂解汽油中分離苯乙烯,製得的苯乙烯量取決於乙烯生產的規模。1981年,世界苯乙烯裝置的總能力達17.13Mt,其中90%以上採用乙苯催化脫氫法制造的。
生產方法
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,達到550~600℃時脫氫生成苯乙烯:
乙苯脫氫是一個可逆吸熱增分子反應,加熱減壓有利於反應向生成苯乙烯方向進行。工業上採用的方法是在進料中摻入大量高溫水蒸氣,以降低烴分壓,並提供反應所需的部分熱量,水蒸氣與烴的摩爾比(簡稱水比)視反應器型別的不同而異,範圍約在6~14之間。
(1)催化劑早期採用的有美國加利福尼亞標準油公司的鎂系催化劑和德國法本公司的鋅系催化劑。第二次世界大戰後,廣泛採用美國殼牌石油公司開發的以氧化鐵為主要成分的催化劑(Fe2O3:K2O:Cr2O3=87:10:3),乙苯轉化率約60%,選擇性約87%。1978年,又出現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95%,加入的助催化劑多為鹼金屬或鹼土金屬,如鉀、釩、鉬、鎢、鈰、鉻等。80年代工業上仍在繼續努力開發適用於低水比的催化劑,以節約能耗。
(2)反應器乙苯脫氫反應器有等溫和絕熱兩種。等溫反應器為列管式,已很少採用。使用絕熱反應器時,反應所需的熱量由提高進料溫度(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,通常採用徑向反應器(圖1),以減小氣體通過催化劑層的溫度降、壓力降,並分段引入過熱蒸汽,使軸向溫度分佈均勻。
(3)工藝流程包括乙苯脫氫和苯乙烯精餾分離兩部分(圖2)。
乙苯在反應器內轉化率約在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。由於乙苯和苯乙烯的沸點比較接近,分離時所需塔板數較多,而苯乙烯在較高溫度下又極易聚合。為了減少聚合反應的發生,除加對苯二酚或硫等阻聚劑外,尚需採用減壓操作,並使用塔板效率高、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
乙苯先氧化製得過氧化氫乙苯,經與丙烯反應生成甲基苄醇,再脫水成苯乙烯。反應式如下:
此法的特點是生產每噸苯乙烯的同時,可聯產0.4t環氧丙烷。它既不需脫氫法那樣的高溫,又可避免氯醇法生產環氧丙烷的汙染問題。但反應複雜、副產物多、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,以生產丁苯橡膠、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯;也用於與其他單體共聚製造多種不同用途的工程塑料,如與丙烯腈、丁二烯共聚製得的ABS樹脂,廣泛用於各種家用電器及工業儀表上;與丙烯腈共聚製得的SAN是耐衝擊、色澤光亮的樹脂;與丁二烯共聚所製得的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。