苯乙烯生产工艺和应用研究进展
来源:用户上传
作者:
摘 要：本文主要介绍生产苯乙烯的新工艺，重点介绍国内苯乙烯的生产，消费现状以及发展前景。并提出针对国内市场分析的对策，在我国需要继续扩大苯乙烯产量来适应现在的市场需求。为了满足苯乙烯的市场需求，建议继续研究开发生产苯乙烯的新型催化剂和新性生产工艺技术，从而能够提高国内苯乙烯产品的核心竞争力。通过分析总结，提出了我国苯乙烯生产技术的发展建议。
关键词：苯乙烯；生產技术；研究；进展
苯乙烯是不饱和芳烃中最简单，最基本的化学品。苯乙烯的使用非常广泛，特别是在具有潜在发展前景的新型聚合物化学产品的生产中。作为石油和有机化学品基础原料的重要组成部分，苯乙烯是世界第三大合成树脂生产商，主要可以生产聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）[1]。聚苯乙烯主要用于生产泡沫塑料产品，约占其市场需求的三分之二。苯乙烯还可以用于合成丙烯腈—丁二烯苯乙烯三元共聚物（ABS）和苯乙烯—丙烯腈共聚物（SAN）树脂。也可以合成离子交换树脂，由单分子体不饱和聚酯而成，例如：丁二烯—苯乙烯弹性体和胶乳组成。[2]另外，苯乙烯还有其他很多用途，如药品，染料，涂料等，也可用于生产农药乳化剂和矿物加工剂。
1 苯乙烯概述
在世界范围内，生产苯乙烯的方法很多。其中，主要的生产方法有两种，一种是乙苯催化脱氢法，另一种是环氧丙烷—苯乙烯联产法。目前，世界上大概九成以上的苯乙烯是利用乙苯脱氢的工艺生产的。虽然目前世界上绝大部分的苯乙烯是通过乙苯脱氢的工艺生产的，并且苯乙烯—环氧丙烷联产法生产工艺非常复杂且投资大，但是苯乙烯—环氧丙烷联产法能够同时制备两种重要的有机化学原料，并且这种工艺方法在近些年里发展势头迅猛。[3]
2 苯乙烯生产技术分析
2.1 乙苯脱氢制备苯乙烯
目前，乙苯负压脱氢工艺生产苯乙烯是目前世界上比较先进的方法之一。在该方法中，乙苯负压脱氢制备苯乙烯反应器是这项生产方法的技术核心。该生产工艺使用二氧化碳作为温和氧化剂，同事反应堆运用了两项关键技术：轴向径向反应器和气体快速混合。这两项核心技术合理有效地提高了反应器的体积利用率和催化剂的利用率。
2.2 乙烷制备苯乙烯技术
在乙烷制备苯乙烯的生产工艺中，使用乙烷作为原料。乙烷可以直接通过蒸汽裂解产生乙烯，不需再进行乙烯的投资，因此，此种工艺具有成本低的特点。在此生产工艺中使用了具有催化剂循环的流化床反应器，这种先进的反应器也正是此种生产工艺的核心技术点。该方法能够生产乙烯和苯乙烯，并且乙烯可以再循环到上游烷基化单元，从而在整个过程中降低成本和提高效率。
2.3 甲醇和甲苯烷基化生产苯乙烯
虽然许多苯乙烯生产商是在FriedelCraft反应工艺中通过苯和乙烯生产乙苯，但苯乙烯是通过一系列催化脱氢工艺生产的。然而，这种方法需要很长时间才能生产并且有许多副反应。针对出现的此类问题，我们找到了苯乙烯生产的新方法，通过使用甲苯和甲醇烷基化的方法生产来生产苯乙烯。通过长时间的方法验证，发现该方法工艺简单，工艺线路短，原料价格低，原料来源广泛，具有较高的实用价值，是提升苯乙烯生产产量和质量的新方法，同时也是能提升苯乙烯在市场核心竞争力的好方法。
3 苯乙烯应用研究进展
①我国国内乙烯资源相对短缺，但是我国有非常丰富的催化裂解干气资源。目前，催化裂化干气的利用率低，可以综合利用裂解汽油和炼油厂干气资源生产苯乙烯。它不仅节约了能源，而且开辟了新的苯乙烯来源，可以充分合理地应用乙烯资源，降低苯乙烯的生产成本。
②在苯乙烯的生产方法中，传统的苯乙烯生产工艺变得越来越成熟，乙苯的催化脱氢仍然是最重要的生产方法。在催化剂，反应器，工艺技术等方面为了降低单位产品的投资和生产成本，为此，我们应该加强新苯乙烯生产的技术路线的勘探和研究工作。
③虽然我国在生产苯乙烯工艺中的催化剂的研究和开发已达到了相当的水平，但是在脱氢催化剂的开发中，我们应该继续加大苯乙烯生产工艺的研究力度，有必要密切关注国外苯乙烯生产技术的新发展。特别是在催化剂领域，我们正在开发新一代的新型催化剂，这些催化剂将会具备节能，清洁，高效和稳定的特点。
4 结束语
目前，在生产苯乙烯技术中，乙苯单元烷基化的催化剂拥有先进的技术指标，具有选择性好，操作温度低等优势。乙苯单元较其他苯乙烯生产的单元工艺设备台数少，控制方案及联锁方案成熟可靠，具有灵活的催化剂保护方式。苯乙烯单元蒸汽过热炉出口温度低，使得苯乙烯精馏聚合物减少，同时还能在其他过程中进行热回收，并且热量回收优于其他工艺。现阶段，我国是苯乙烯主要的消费大国之一。近年来，我国每年的苯乙烯产品进口量都很大。所以，为了满足苯乙烯的市场需求，我们需要不断研究开发苯乙烯新型催化剂和新的工艺技术，扩大生产，开发新的生产工艺技术，开发新的更高效更实用的催化剂，从而能够提高国内苯乙烯产品的核心竞争力。
参考文献：
[1]张溯燕，李树峰.苯乙烯的生产及市场[J]. 弹性体，2010， 20（5）：85-89.
[2]胡世明.国内外苯乙烯的供需现状与发展前景[J].中国石油和化工经济分析，2012（12）：45-48.
[3]曹贵平，朱中南，奈波，等.苯乙烯热引发本体聚合动力学[J].化学反应工程与工艺，1993，9（2）：165-170.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14852469.htm
