【正文】 生產(chǎn)中注重對“三廢”的處理，適應綠色化工的步伐，在較大程度上減少了對環(huán)境的污染。 設氣化率 ?V 例如：乙苯 ?iK ? ? ? ? 9 5 6 2 2 3 5 4 4 ??????iKV 表 25 離開水冷冷凝器的液體組成 組成 Xf i Pi0 PPK ii 0? V（ ki－ 1）+1 ? ?? ?11 ???iifi kv xx 乙苯 苯乙烯 化工系畢業(yè)論文 (設計 ) 12 組成 Xf i Pi0 PPK ii 0? V（ ki－ 1）+1 ? ?? ?11 ??? i ifi kv xx 水蒸氣 二甲苯 甲苯 苯 ? ??????? 所以，所設 V 是正確。另外，要求原料中乙炔＜10ppm（體）、硫（以 H2S 計）＜ 2ppm(體 )、氯（以 HCI 計） ≤ 2ppm(質(zhì) )、水≤ 10ppm（體），以免對催化劑的活性和壽命產(chǎn)生不利的影響。為了解決這一矛盾，工業(yè)上通常采用通入過熱水蒸氣的方法。 (4) 多塔分離過程 油水分離的有機相進入粗餾塔，并加入阻聚劑防止苯乙烯聚合，還要進入乙苯塔、苯乙烯精餾塔、苯∕甲苯塔，將依次它們分離出來，把分離出來的乙苯送回脫氫反應器 ，使其循環(huán)。 圖 12 “ SMART”乙苯脫氫工藝流程圖 生產(chǎn)工藝的反應原理 (1) 反應原理 催化劑 C2H5 CH=CH2 + H2 500～ 600℃ 熱量??? OHOH 222 21 除脫氫反應外，同時發(fā)生一系列副反應，副產(chǎn)物甲苯、甲烷、乙烷、焦油等； 42665256 HCHCHCHC ?? 425625256 CHCHHCHHCHC ??? 626625256 HCHCHHCHC ??? 25256 58 HCHCHC ?? 2225256 21816 HCOOHHCHC ??? 為了減少在催化劑上的結炭，需要在反應器進料中加入高溫水蒸氣，從而發(fā)生下述反應： 222 2HCOOHC ??? 脫氫反應式 1mol 乙苯生成 2mol 產(chǎn)品（苯乙烯和氫氣），因此加入蒸氣也可使苯乙烯 （ SM） 在系統(tǒng)中的分壓降低，有利于提高乙苯的轉(zhuǎn)化率。但這些催化劑在多處于研究階段，尚不具備工業(yè)化條件，有待進一步研究開發(fā)。 各種苯乙烯 （ SM） 生產(chǎn)工藝及比較 目前苯乙烯 （ SM） 主要由乙苯轉(zhuǎn)化而成，可通過如下四條工藝路線進行。 (2) 用途 苯乙烯 （ SM） 是合成高分子工業(yè)的重要單體，它不但能自聚為聚苯乙烯樹脂，也易與丙烯腈共聚為 AS 塑料，與丁二烯共聚為丁苯橡膠，與丁二烯、丙烯腈共聚為 ABS 塑料，還能與順丁希二酸酐、乙二醇、鄰苯二甲酸酐等共聚成聚酯樹脂等。 1893 年 E 表 11 苯乙烯 （ SM） 基本物理性質(zhì) 沸點（ ℃ ） 145 凝固點（ ℃ ） 燃燒熱（ kJ/mol） 禁配物 酸、氧化 類 相對蒸氣密度（空氣 =1） 蒸氣壓（ kPa） （ ℃ ） (2) 苯乙烯 （ SM） 的化學性質(zhì) ① 苯乙烯 （ SM） 裂解和燃燒 苯乙烯 （ SM） 在高溫下容易裂解和燃燒，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氫氣等。 苯乙烯（ SM）難溶于水， 25℃ 時其溶解度為 %， 苯乙烯（ SM）溶于甲醇、乙醇、乙醚等溶劑中 。因此，苯乙烯 （ SM） 單體在 貯存 和運輸中都必須加入阻聚劑，并注意用惰性氣體密封，不使其與空氣接觸。 1941～ 1945 年道化學、孟山都化學、 Farben等公司各自開發(fā)了自己的苯乙烯生產(chǎn)技術 ，實現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。 此外，苯乙烯 （ SM） 還被廣泛用于制藥、涂料、紡織等工業(yè)。 乙苯氧化脫氫法 乙苯氧化脫氫法是目前尚處于研究階段生產(chǎn)苯乙烯 （ SM） 的方法。 脫氫工藝的介紹及反應原理 脫氫工藝的介紹 “ SMART”技術是魯姆斯法生產(chǎn)苯乙烯 （ SM） 的技術之一。將原料中的水蒸氣（按比例過量）有助于反應向右移，也要嚴格控制反應溫度。 表 13 乙苯脫氫反應溫度的影響 反應溫度（ K） 853 873 893 913 乙苯轉(zhuǎn)化率（ %） 苯乙烯產(chǎn)率（ %） (2) 反應壓力 乙苯脫氫反應是一個氣體分子數(shù)增多的可逆反應。 根據(jù)生產(chǎn)實踐，采用水蒸氣：乙苯 =（ 69）： 1（ mol）左右。據(jù)稱， Stex 法可生產(chǎn)出純度大于 ％的苯乙烯，而生產(chǎn)成本僅為乙烯脫氫法的一半。生產(chǎn)技術成熟、可靠，工藝合理，原料成本相對較低，產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)率都很高。 由于我自身的知識和認識水平有限，設計中難免有錯誤與不妥之處，懇請老師批評指正。 采用連續(xù)式生產(chǎn)工藝，設備簡單，改變生產(chǎn)品種容易，工藝投資收益高，經(jīng)濟效益很好。主要方法有： (1) 乙烯和苯直接合成法（醋酸鈀作用下） OHC H C HHCOHCHC 225625256 21 ??? (2) 以丁二烯為原料的二聚法 21162222 C H C HHCHC H C H C HCH ?? 22562116 HC H C HHCC H C HHC ?? (3) 以甲苯為原料的合成方法 25656356 3222 HPbHC H C H CHCPbCHHC ???? 256225656 2 C H C HHCCHCHHC H C H CHC ?? (4) 裂解汽油中萃取分離苯乙烯 乙烯工廠中聯(lián)產(chǎn)裂解汽油，如不進行兩段加氫而由其中直接萃取分離，可得到相當數(shù)量苯 乙烯。 水蒸氣用量增多，乙苯平衡轉(zhuǎn)化率提高。乙苯脫氫反應溫度的影響見表三，另外，適宜的反應溫度還應根據(jù)催化劑活性溫度范圍來確定。 生產(chǎn)工藝 工藝過程 (1) 脫氫過程 在脫氫反應器中，苯乙烯的產(chǎn)率與水蒸氣用量和反應溫度有關。反應方程式如下： 22565256 HC H C HHCHCHC ?? 同時還有副反應發(fā)生，如裂解反應和加氫裂解反應： 435625256 CHCHHCHHCHC ??? 336625256 CHCHHCHHCHC ??? 22665256 CHCHHCHCHC ?? 高溫裂解生碳： 25256 58 HCHCHC ?? 在水蒸汽存在下，發(fā)生水蒸汽的轉(zhuǎn)化反應： 2235625256 32 HCOCHHCOHHCHC ???? 此外還有高分子化合物的聚合反應，如聚苯乙烯、對稱二苯乙烯的衍生物等。 乙苯和丙烯共氧化法 本方法首先在堿性催化劑作用下，使乙苯液相氧化成過氧化氫乙苯，然后與丙烯進行環(huán)氧丙烷，乙苯過氧化物則變?yōu)楸揭掖迹俳?jīng)脫水得到苯乙烯 （ SM） ，即 35625256 C H O OH C HHCOHCHC ?? OHC H O H C HHCC H C HCHC H O O H C HHC 235623356 ??? OHC H C HHCC H O H C HHC 2256356 ?? 化工系畢業(yè)論文 (設計 ) 4 本 過程以乙苯計的苯乙烯 （ SM） 產(chǎn)率約為 65%，低于乙苯脫氫法的產(chǎn)率。世界苯乙烯 （ SM） 生產(chǎn)能力在 1996 年已達 1900 萬噸，目前全世界苯乙烯 （ SM） 產(chǎn)能約為 21502250萬噸。 1930 年美國道化學公司首創(chuàng)由乙苯脫氫法生產(chǎn)苯乙烯 （ SM） 工藝，但因當時精餾技術未解決而未工業(yè)化。 C H OHCOCHCHHC ????? 772256 21 C O O HHCOC H OHC ???? 77277 21 ③ 苯乙烯 （ SM） 聚合 苯乙烯 （ SM） 從結構上看是不對稱取代物，乙烯基因帶有極性而易 化工系畢業(yè)論文 (設計 ) 2 聚合?；は诞厴I(yè)論文 (設計 ) 1 1 緒論 苯乙烯 （ SM） 的簡介 苯乙烯 （ SM） ，又名乙烯基苯，其分子式為 88HC ，它 是含有飽和側鏈的一種簡單芳烴 。 OHCOOCHCHHC 222256 ????? ② 苯乙烯 （ SM