石油化工毕业作业

Tianjin Engineering Technical Institute 毕业大作业

题目：乙苯脱氢法制苯乙烯的工艺生

产过程

班级：_____________

姓名：_____________

指导老师：_____________

完成日期：_____________

乙苯脱氢法制苯乙烯的工艺生产过程

摘要

本文主要介绍了乙苯脱氢法生产苯乙烯的方法及原理。但是还有其它的经典方法，如：环氧丙烷－苯乙烯（PO/SM）联产法，热解汽油抽提蒸馏回收法以及丁二烯合成法等。除此以外，其它尚在开发中的苯乙烯合成工艺还包括甲苯甲醇合成法、乙烯－苯直接偶合法、苯乙酮法、甲苯二聚法以及甲苯和合成气反应法等。其中对主要生产方法的乙苯脱氢法进行了详细的论述。

在这其中本人还对苯乙烯的性质、制备原理、用途生产过程所需的工艺条件、催化剂、以及生产苯乙烯过程中用到的工艺设备、苯乙烯的贮存以及泄漏应急处理等进行了简单的介绍。苯乙烯的工艺条件是由很多因素决定的，如反应压力，反应温度，蒸汽与乙苯之比，控速，催化剂与乙苯之比，催化剂的颗粒大小，水蒸气的用量，乙苯的纯度等有关。本文也逐个论述以上决定因素对苯乙烯的工艺条件的影响。

关键词：乙苯脱氢法苯乙烯环氧丙烷苯乙烯二烯热解汽油抽提蒸馏

- 2 -

天津工程职业技术学院毕业大作业

前言

苯乙烯（Phenylethylene）是芳烃的一种。又称乙烯基苯，英文名称styrene，

简称SM。分子式是C

6H

5

CH＝CH

2

。存在于苏合香脂（一种天然香料）中。无色、

有特殊香气的液体。不溶于水，能与乙醇、乙醚等有机溶剂混溶。苯乙烯在室温下即能缓慢聚合，要加阻聚剂（如邻苯二酚）才能贮存。苯乙烯自聚生成聚苯乙烯树脂，它还能与其他的不饱和化合物共聚，生成合成橡胶和树脂等多种产物。例如，丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯的的共聚物；ABS树脂是丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯(S)的共聚物；离子交换树脂的原料是苯乙烯和少量1，4-二(乙烯基)苯的共聚物。苯乙烯还可以发生烯烃所特有的加成反应。

长期以来，我国苯乙烯产量不足，缺口较大，每年需要大量的口，并呈逐年增加趋势。目前我国正在对现有的装置进行扩大和技术改造。预计2007年我国对苯乙烯的总需求量将达到约460.0万吨，2010年将达到约580.0万吨，而届时生产能力将预计达到约600.0万吨/年，供需将基本达到平衡或略有缺口。苯乙烯的的发展呈可喜的增长局面。

乙苯脱氢法制苯乙烯的工艺生产过程

目录

第一章苯乙烯的性质与用途 (1)

§1.1 苯乙烯的性质： (1)

第二章常见工业生产方法 (3)

2.1.1 乙苯催化脱氢工艺 (3)

2.1.2 乙苯氧化脱氢工艺 (4)

第三章乙苯脱氢法制苯乙烯的贮存 (8)

结论 (11)

参考文献 (12)

谢辞 (13)

- 2 -

天津工程职业技术学院毕业大作业

乙苯脱氢法制苯乙烯的工艺生产过程

第一章苯乙烯的性质与用途

§1.1 苯乙烯的性质：

苯乙烯（Phenylethylene；Styrene）简称SM，是石化行业的重要基础原料。产品别名是乙烯基苯。苯乙烯是苯取代了一个乙烯的氢原子所形成的化合物。乙烯基与苯环上的电子产生共振效应。

分子式：C8H8

相对分子量：104.14

结构式：C6H5CH=CH2

苯乙烯是不饱和芳烃，难溶与水，能溶于乙醇，乙醚，甲醇，丙酮，二硫化碳，四氯化碳等溶剂中，是具有特殊芳香气味的无色油状液体。化学性质活泼，苯乙烯的贮存是缓慢的聚合反应，在光，加热或有过氧化物时可加快聚合，聚合时释放热量，并能引起爆炸。爆炸极限是1.1%~6.1%。苯乙烯遇明火极易燃烧，受热。与氯磺酸发烟硫酸，浓硫酸，反应剧烈，有爆炸危险。毒性中等，在空气中最大容许量为100ppm。25℃时的比重为0.9019[1]。苯乙烯物理化学性质见表1-1

表1-1 苯乙烯的物理化学性质

1

乙苯脱氢法制苯乙烯的工艺生产过程

苯乙烯属低毒类，一般经呼吸道及消化道吸收，但皮肤吸收较慢。其毒性作用较苯弱，急性毒性约相当于苯的1/11，但刺激作用略高于苯，主要刺激皮肤、黏膜及呼吸道，高浓度可引起麻痹，长期接触对血液及肝有轻度损害。苯乙烯是动物致癌剂，且与氯乙烯的结构和体内代谢方式相似。最近世界卫生组织(WHO)在巴黎的国家癌症研究后得出结论，苯乙烯确有致癌作用。

§1.2 苯乙烯的用途

苯乙烯主要用于生产苯乙烯系列树脂及丁苯橡胶，也是生产离子交换树脂及医药品的原料之一，此外，苯乙烯还可用于制药、燃料、农药以及选矿等行业。苯乙烯系列树脂的产量在世界合成树脂中居第三位，仅次于PE、PVC。

2

天津工程职业技术学院毕业大作业

3

第二章 常见工业生产方法

目前，世界上苯乙烯的生产方法主要有乙苯脱氢法、环氧丙烷－苯乙烯（PO/SM ）联产法，热解汽油抽提蒸馏回收法以及丁二烯合成法等。除此以外，其它尚在开发中的苯乙烯合成工艺还包括甲苯甲醇合成法、乙烯－苯直接偶合法、苯乙酮法、甲苯二聚法以及甲苯和合成气反应法等。

§2.1 乙苯脱氢法

是目前国内外生产苯乙烯的主要方法。乙苯的来源在工业上主要采用烷基化法，苯和乙烯在催化剂作用下生成，其次从炼油厂的重蒸油，烃类裂解过程中的裂解汽油及炼焦厂的煤油中通过精馏方法分离出来。

此法分离两步进行，第一步是苯和乙烯反应，生成乙苯，第二步是乙苯脱氢生成苯乙烯，其反应式为：

+ C 2H 4 C 2H 5

C 2H 5 CH CH 2

+ H 2

其生产能力约占世界苯乙烯总生产能力的90%。它又包括乙苯催化脱氢和乙苯氧化脱氢两种生产工艺。

2.1.1 乙苯催化脱氢工艺

乙苯催化脱氢是工业上生产苯乙烯的传统工艺，由美国Dow 化学公司首次开发成功。目前典型的生产工艺主要有Fina/Badger 工艺、ABB 鲁姆斯/UOP 工艺以及BASF 工艺等。但是基本的反应式为：

C 2H 5 CH CH 2

+ H 2

将新鲜乙苯与循环乙苯混合并送入脱氢反应部分与过热蒸汽混合，于593℃和常压下，用铁/铬/钾催化剂进行脱氢反应。苯乙烯单体回收由三个塔进行。在脱氢反应中因裂解而生成的少量苯和甲苯在第一个塔除去，并返回到乙苯系统。在第二个塔中循环乙苯从苯乙烯单体中分离里出来，在蒸馏系列中加入非