化学词典告诉你苯乙烯的生产方法和用途。苯乙烯是由苯取代乙烯的氢原子形成的有机化合物。乙烯基的电子与苯环共轭,不溶于水,溶于乙醇和乙醚,并逐渐聚合和氧化暴露在空气中。工业上是合成树脂、离子交换树脂和合成橡胶的重要单体。

苯乙烯的生产方法
乙苯催化脱氢法和乙苯共氧化法主要有两种。
乙苯催化脱氢法
乙苯在催化剂的作用下达到550~苯乙烯在600℃时脱氢:
乙苯脱氢是一种可逆吸热增分子反应,加热减压有利于对苯乙烯产生的反应。工业上采用的方法是将大量高温水蒸气混合到进料中,以降低碳氢化合物分压,并提供反应所需的部分热量。水蒸气和碳氢化合物的摩尔比(以下简称水比)根据反应器的类型而有所不同,范围约为6~14之间。
①催化剂
美国加利福尼亚标准油公司早期使用的镁催化剂和德国法律公司的锌催化剂。第二次世界大战后,以氧化铁为主要成分的催化剂(Fe2o33)被广泛应用于美国壳牌石油公司开发的催化剂中:K2O:Cr2O3=87:10:三、乙苯转化率约60%,选择性约87%。1978年,又出现了一种含有多种助催化剂的铁催化剂。苯乙烯的选择性可达95%。添加的助催化剂大多是碱金属或碱土金属,如钾、钒、钼、钨、铌、铬等。20世纪80年代,工业仍在努力开发适合低水比的催化剂,以节约能耗。
②反应器
乙苯脱氢反应器有两种相同的温和绝缘。等温反应器为列管式,很少使用。使用绝缘反应器时,反应所需的热量通过提高进料温度(610~660℃,增加水比(≈14)带入。然而,过高的温度会导致乙苯的热裂解。径向反应器通常用于减少气体通过催化剂层的温度和压力,并分段引入过热蒸汽,使轴向温度均匀分布。
③工艺流程
包括乙苯脱氢和苯乙烯蒸馏分离。乙苯在反应器中的转化率约为35%~40%左右的脱氢液含有乙苯55%~60%,苯乙烯35%~40%以及少量苯、甲苯和焦油。苯乙烯成品可分为精馏法。由于乙苯和苯乙烯的沸点相对接近,分离所需的塔板数量较多,而苯乙烯在较高的温度下容易聚合。为了减少聚合反应的发生,除了对苯二酚或硫等聚合物外,还需要采用减压操作,并使用高效、低阻力的新塔或新高效填充塔,使塔的温度不超过90℃。
乙苯共氧化法
苯乙烯也通过POSM商业化生产,以乙苯和丙烯为原料获得苯乙烯和环氧丙烷。在生产线上,乙苯被氧氧化产生乙苯过氧化物,然后用过氧化物氧化丙烯,获得1-苯乙醇和环氧丙烷。最后,苯乙烯可以在1-苯乙醇脱水后获得。
该方法的特点是生产每吨苯乙烯,可产生0.4t环氧丙烷。它不需要脱氢法的高温,而且可以避免氯醇法对环氧丙烷的污染。但反应复杂,副产品多,工艺长,乙苯单消耗高于脱氢法。
苯乙烯的用途
最重要的用途是生产丁苯橡胶、聚苯乙烯和泡沫聚苯乙烯作为合成橡胶和塑料的单体;也用于与其他单体共聚,制造各种不同用途的工程塑料。例如,ABS树脂与丙烯腈和丁二烯共聚,广泛应用于各种家用电器和工业;与丙烯腈共聚的SAN是一种耐冲击、颜色鲜艳的树脂;与丁二烯共聚的SBS是一种热塑性橡胶,广泛应用于聚氯乙烯和聚丙烯的改性剂。
苯乙烯主要用于生产苯乙烯系列树脂和丁苯橡胶,也是生产离子交换树脂和医药的原料之一。此外,苯乙烯还可用于制药、染料、农药和选矿行业。

