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    苯乙烯提純保存與生產方法


    苯乙烯中主要的阻聚劑是對苯二酚,可以通過減壓蒸餾除去。先用10%NaOH洗一到兩次,再用水洗直至檢測到水為中性,用無水硫酸鎂干燥一夜,過濾以后再減壓蒸餾。用水泵一直抽,溫度大約為68-70度。純的苯乙烯是無色液體,如果聚了會變成淡黃色,并且液體黏度也會變大,所以需要低溫保存。

    主要有乙苯催化脫氫法和乙苯共氧化法兩種。

    乙苯催化脫氫法

    乙苯在催化劑作用下,達到550~600℃時脫氫生成苯乙烯:

    乙苯脫氫是一個可逆吸熱增分子反應,加熱減壓有利于反應向生成苯乙烯方向進行。工業上采用的方法是在進料中摻入大量高溫水蒸氣,以降低烴分壓,并提供反應所需的部分熱量,水蒸氣與烴的摩爾比(簡稱水比)視反應器類型的不同而異,范圍約在6~14之間。

    ①催化劑

    早期采用的有美國加利福尼亞標準油公司的鎂系催化劑和德國法本公司的鋅系催化劑。第二次世界大戰后,廣泛采用美國殼牌石油公司開發的以氧化鐵為主要成分的催化劑(Fe2O3:K2O:Cr2O3=87:10:3),乙苯轉化率約60%,選擇性約87%。1978年,又出現了一種加有多種助催化劑的鐵系催化劑,苯乙烯選擇性可達95%,加入的助催化劑多為堿金屬或堿土金屬,如鉀、釩、鉬、鎢、鈰、鉻等。80年代工業上仍在繼續努力開發適用于低水比的催化劑,以節約能耗。

    ②反應器

    乙苯脫氫反應器有等溫和絕熱兩種。等溫反應器為列管式,已很少采用。使用絕熱反應器時,反應所需的熱量由提高進料溫度(610~660℃)和加大水比(≈14)而帶入。但溫度過高將引起乙苯的熱裂解,通常采用徑向反應器,以減小氣體通過催化劑層的溫度降、壓力降,并分段引入過熱蒸汽,使軸向溫度分布均勻。

    ③工藝流程

    包括乙苯脫氫和苯乙烯精餾分離兩部分。乙苯在反應器內轉化率約在35%~40%,脫氫液約含乙苯55%~60%,苯乙烯35%~40%以及少量苯、甲苯及焦油等。用精餾方法可分出苯乙烯成品。由于乙苯和苯乙烯的沸點比較接近,分離時所需塔板數較多,而苯乙烯在較高溫度下又極易聚合。為了減少聚合反應的發生,除加對苯二酚或硫等阻聚劑外,尚需采用減壓操作,并使用塔板效率高、阻力小的新型塔器或新型高效填充塔,使塔釜溫度不超過90℃。

    乙苯共氧化法

    苯乙烯也通過POSM法進行商業化生產,以乙苯和丙烯為原料,得到苯乙烯和環氧丙烷。在該生產路線中,乙苯被氧氣氧化生成乙苯的過氧化物,之后,該過氧化物被用來氧化丙烯,得到1-苯基乙醇和環氧丙烷。最終,苯基乙醇脫水后就可以得到苯乙烯。

    此法的特點是生產每噸苯乙烯的同時,可聯產0.4t環氧丙烷。它既不需脫氫法那樣的高溫,又可避免氯醇法生產環氧丙烷的污染問題。但反應復雜、副產物多、工藝過程長,乙苯單耗較脫氫法高。

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