苯乙烯的生产

苯乙烯的生产
生产苯乙烯的原料是乙苯。

目前，世界上90%以上的乙苯是由苯和乙烯烷基化生产制得，一分子乙烯在适当条件下与一分子苯作用生成一分子乙苯。

乙苯
乙基苯的俗称，无色，具有芳香气味的可燃液体，沸点136.19°C。

熔点(℃) -94.9，可由苯通过烷基化或直接从碳八芳烃分离获得，主要用于制造苯乙烯，少量用于有机合成工业，如制成苯乙酮用于香料、医药等方面。

现在工业上约有90％的乙苯是通过苯烷基化生产的。

1.生产工艺方法
液相法液相法使用的催化剂为三氯化铝，反应器为塔式，反应温度范围在125～140℃，反应压力在0.2～0.4Mpa，使乙烯与苯反应生成乙苯：
副反应是乙苯进一步用乙烯烷基化生成多乙苯。

工业上将苯的转化率限制在52％～55％左右，并采用高的苯与乙烯配料比（摩尔比一般为2左右），以防止生成更多的二乙苯与多乙苯。

乙苯的平均收率为94％～96％。

应严格控制原料苯和乙烯中的硫化物、乙炔等杂质，以减少三氯化铝的消耗。

一般烃化液的组成(质量％）：苯40，乙苯47，多乙苯(主要是二乙苯)13。

反应前应将苯干燥至水含量30mg/kg以下，乙烯纯度为99.9%。

反应产物（粗乙苯）用精馏分离得到乙苯，分离得到的苯再循环使用。

气相法气相法的设备是固定床式，催化剂为磷酸负载在硅藻土构成的催化剂。

反应温度为200～250℃，反应压力为1.4Mpa.
关于乙烯的综合纯度指标高低不是关键，关键是应在预处理中除掉硫及硫化物，氮化物和乙炔。

纯化后的乙烯与气-液混合物苯混合后通过负载催化剂的固定床反应器，并产生放热反应，将反应生成物进行冷凝和冷却。

未参加反应的惰性气体循环并与进料反应物混合重新被使用。

被冷凝下来的液相反应产物用精馏分离，被分离出的苯再循环使用，乙苯进入罐压。

这种工艺的问题是需采用高苯/乙烯比例，以防止多烷基苯的产生（因对多烷基苯后处理有难度）。

这种工艺的优势是反应器成本低（用低碳钢），催化剂成本低，对催化剂再生处理工序少。

2.乙苯精制乙苯精致采用精馏分离，通常为三步进行。

第一步是将苯分离出来，第二步是将乙苯分离出来，第三步是将多乙苯分离出来
乙苯脱氢生产苯乙烯
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。

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。

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.工艺流程简介
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℃。

苯乙烯精馏塔塔顶产品为苯乙烯，浓度可达99.6%。