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苯乙烯提纯保存与生产方法


苯乙烯中主要的阻聚剂是对苯二酚,可以通过减压蒸馏除去。先用10%NaOH洗一到两次,再用水洗直至检测到水为中性,用无水硫酸镁干燥一夜,过滤以后再减压蒸馏。用水泵一直抽,温度大约为68-70度。纯的苯乙烯是无色液体,如果聚了会变成淡黄色,并且液体黏度也会变大,所以需要低温保存。

主要有乙苯催化脱氢法和乙苯共氧化法两种。

乙苯催化脱氢法

乙苯在催化剂作用下,达到550~600℃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。工业上采用的方法是在进料中掺入大量高温水蒸气,以降低烃分压,并提供反应所需的部分热量,水蒸气与烃的摩尔比(简称水比)视反应器类型的不同而异,范围约在6~14之间。

①催化剂

早期采用的有美国加利福尼亚标准油公司的镁系催化剂和德国法本公司的锌系催化剂。第二次世界大战后,广泛采用美国壳牌石油公司开发的以氧化铁为主要成分的催化剂(Fe2O3:K2O:Cr2O3=87:10:3),乙苯转化率约60%,选择性约87%。1978年,又出现了一种加有多种助催化剂的铁系催化剂,苯乙烯选择性可达95%,加入的助催化剂多为碱金属或碱土金属,如钾、钒、钼、钨、铈、铬等。80年代工业上仍在继续努力开发适用于低水比的催化剂,以节约能耗。

②反应器

乙苯脱氢反应器有等温和绝热两种。等温反应器为列管式,已很少采用。使用绝热反应器时,反应所需的热量由提高进料温度(610~660℃)和加大水比(≈14)而带入。但温度过高将引起乙苯的热裂解,通常采用径向反应器,以减小气体通过催化剂层的温度降、压力降,并分段引入过热蒸汽,使轴向温度分布均匀。

③工艺流程

包括乙苯脱氢和苯乙烯精馏分离两部分。乙苯在反应器内转化率约在35%~40%,脱氢液约含乙苯55%~60%,苯乙烯35%~40%以及少量苯、甲苯及焦油等。用精馏方法可分出苯乙烯成品。由于乙苯和苯乙烯的沸点比较接近,分离时所需塔板数较多,而苯乙烯在较高温度下又极易聚合。为了减少聚合反应的发生,除加对苯二酚或硫等阻聚剂外,尚需采用减压操作,并使用塔板效率高、阻力小的新型塔器或新型高效填充塔,使塔釜温度不超过90℃。

乙苯共氧化法

苯乙烯也通过POSM法进行商业化生产,以乙苯和丙烯为原料,得到苯乙烯和环氧丙烷。在该生产路线中,乙苯被氧气氧化生成乙苯的过氧化物,之后,该过氧化物被用来氧化丙烯,得到1-苯基乙醇和环氧丙烷。最终,苯基乙醇脱水后就可以得到苯乙烯。

此法的特点是生产每吨苯乙烯的同时,可联产0.4t环氧丙烷。它既不需脱氢法那样的高温,又可避免氯醇法生产环氧丙烷的污染问题。但反应复杂、副产物多、工艺过程长,乙苯单耗较脱氢法高。

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