苯乙烯试验报告
实验三-苯乙烯悬浮聚合

实验三-苯⼄烯悬浮聚合1、悬浮聚合的简介:悬浮聚合是以⼩液滴状悬浮在⽔中的聚合⽅法,单体溶有引发剂,⼀个⼩液滴就相当于⼀个⼩本体聚合单元,它是在较强烈的机械搅拌⼒作⽤下,借着分散剂的帮助,将溶有引发剂的单体分散在与单体不相溶的介质中(通常为⽔)所进⾏的悬浮聚合。
因此,悬浮聚合体系⼀般由单体、引发剂、⽔、分散剂四种基本成分组成。
悬浮聚合产物的颗粒粒径⼀般在0.05~0.2mm,其形状、⼤⼩随搅拌强度和分散剂的性质⽽定。
悬浮聚合实际上是单体⼩液滴内的本体聚合,聚合机理和本体聚合相似。
它的优点是:1 .体系粘度低,传热和温度易控制,产品分⼦量及其分布⽐较稳定。
2. 产品分⼦量较溶液聚合⾼,杂质含量⽐乳液聚合少。
3. 产品易分离清洗,后处理⼯序⽐乳液聚合和溶液聚合简单简单。
其缺点是产品中含有少量的分散剂残留物,影响纯度。
因此⽐较悬浮聚合的优缺点可知,这是⼀种极有实⽤价值的⾼分⼦合成⼯艺。
根据聚合物在单体中的溶解与否,悬浮聚合的产物可以分为透明和不透明两类。
氯⼄稀的聚合物不溶于其单体,产品是不透明的。
苯⼄烯、甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶于其单体,产品都是透明的,这类聚合⼜叫珠状聚合。
⽬前的悬浮聚合多采⽤间歇法,连续法尚在研究之中。
2、悬浮聚合的⼯艺:悬浮聚合法的典型⽣产⼯艺过程是将单体、⽔、引发剂、分散剂等加⼊反应釜中,加热,并采取适当的⼿段使之保持在⼀定温度下进⾏聚合反应,反应结束后回收未反应单体,离⼼脱⽔、⼲燥得产品。
悬浮聚合所使⽤的单体或单体混合物应为液体,要求单体纯度>99.98%。
在⼯业⽣产中,引发剂、分⼦量调节剂分别加⼊到反应釜中。
引发剂⽤量为单体量的0.1% ~ 1%。
去离⼦⽔、分散剂、助分散剂、pH调节剂等组成⽔相。
⽔相与单体之⽐⼀般在75:25~50:50范围内。
3、实验⽅案的设计:⼀、⽬的要求1.了解悬浮聚合的原理以及配⽅中各组分的作⽤。
2.了解悬浮聚合的⼯艺特点,掌握悬浮聚合的操作⽅法。
苯乙烯乳液聚合实验报告

实验名称:苯乙烯的乳液聚合姓名:学号:实验日期:一、实验目的1.了解乳液聚合的原理和乳液聚合的方法。
2.学习并了解乳液聚合和其他聚合方法的区别。
二、实验原理乳液聚合是以大量水为介质,在此介质中使用能够使单体分散的水溶性聚合引发剂,并添加乳化剂(表面活性剂),以使油性单体惊行聚合的方法。
所生成的高分子聚合物为微细的粒子悬浮在水中的乳液。
单体能进行乳液聚合的单体数量很多,其中应用比较广范的有:乙烯基单体,例:苯乙烯、乙烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯、偏二氯乙烯等;共轭二烯单体,例:丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等;丙烯酸及甲基丙烯酸系单体,例:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯等。
引发剂与悬浮聚合不同,乳液聚合所用的引发剂是水溶性的,而且由于高温不利于乳液的稳定性,弓I发体系产生的自由基的活化能应当很低,使聚合可以在室温甚至更低的温度下进行。
常用的乳液聚合引发剂有:热分解引发剂,如过硫酸铵[(NH4) 2SO8]、过硫酸钾(K>S>O8);氧化还原引发剂,如过硫酸钾-氯化亚铁体系、过硫酸钾-亚硫酸钠体系、异丙苯过氧化氢-氯化亚铁体系等。
乳化剂乳化剂是可以形成胶束的一类物质,在乳液聚合中起着重要的作用,常见的乳液聚合体系的乳化剂为负离子型,如十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等。
乳化剂具有降低表面张力和界面张力、乳化、分散、增溶作用。
三、仪器及药品三口烧瓶、搅拌器、回流冷凝管、固定夹及铁架、恒温水浴锅、烧杯、量筒、温度计苯乙烯10mL、十二烷基苯磺酸钠0.6g、过硫酸钾0.3g、硫酸铝钾、水四、实验步骤及现象1.取0.6g十二烷基苯磺酸钠,50ml H2O加入三口烧瓶升温至80C。
2.加入10ml苯乙烯。
3.取0.3g过硫酸钾溶于10ml H2O缓缓加入三口烧瓶。
4.升温到90C反应1.5小时。
现象:溶液浑浊并发蓝光,后来蓝色消失变为乳白色。
5•加入KAI(SQ)2进行破乳现象:溶液发生固化得到白色固体。
苯乙烯乳液聚合实验报告

实验名称:苯乙烯的乳液聚合姓名:_________ 学号:__________ 实验日期:__________一、实验目的1.了解乳液聚合的原理和乳液聚合的方法。
2.学习并了解乳液聚合和其他聚合方法的区别。
二、实验原理乳液聚合是以大量水为介质,在此介质中使用能够使单体分散的水溶性聚合引发齐山并添加乳化剂(表面活性剂),以使油性单体惊行聚合的方法。
所生成的高分子聚合物为微细的粒子悬浮在水中的乳液。
单体能进行乳液聚合的单体数量很多,其中应用比较广范的有:乙烯基单体,例:苯乙烯、乙烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯、偏二氯乙烯等;共轭二烯单体,例:丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等;丙烯酸及甲基丙烯酸系单体,例:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯等。
引发剂与悬浮聚合不同,乳液聚合所用的引发剂是水溶性的,而且由于高温不利于乳液的稳定性,弓I发体系产生的自由基的活化能应当很低,使聚合可以在室温甚至更低的温度下进行。
常用的乳液聚合引发剂有:热分解引发剂,如过硫酸铵[(NH4) 2®O8]、过硫酸钾(K2908);氧化还原引发剂,如过硫酸钾-氯化亚铁体系、过硫酸钾-亚硫酸钠体系、异丙苯过氧化氢-氯化亚铁体系等。
乳化剂乳化剂是可以形成胶束的一类物质,在乳液聚合中起着重要的作用,常见的乳液聚合体系的乳化剂为负离子型,如十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等。
乳化剂具有降低表面张力和界面张力、乳化、分散、增溶作用。
三、仪器及药品三口烧瓶、搅拌器、回流冷凝管、固定夹及铁架、恒温水浴锅、烧杯、量筒、温度计苯乙烯10mL、十二烷基苯磺酸钠0.6g、过硫酸钾0.3g、硫酸铝钾、水四、实验步骤及现象1.取0.6g十二烷基苯磺酸钠,50ml H2O加入三口烧瓶升温至80C。
2.加入10ml苯乙烯。
3.取0.3g过硫酸钾溶于10ml H2O缓缓加入三口烧瓶。
4.升温到90C反应1.5小时。
现象:溶液浑浊并发蓝光,后来蓝色消失变为乳白色。
实验三-苯乙烯悬浮聚合

实验三苯乙烯悬浮聚合悬浮聚合是制备合成树脂的重要方法之一。
它是在较强烈的机械搅拌力作用下,借着分散剂的帮助,将溶有引发剂的单体分散在与单体不相溶的介质中(通常为水)所进行的悬浮聚合。
因此,悬浮聚合体系一般由单体、引发剂、水、分散剂四种基本成分组成。
悬浮聚合实际上是单体小液滴内的本体聚合,聚合机理和本体聚合相似。
它的优点是:1 .体系粘度低,聚合热溶液排除,聚合温度容易控制。
2. 产品分子量较高,与本体聚合相似。
3. 产品易分离清洗,后处理简单。
其缺点是产品中含有少量的分散剂残留物,影响纯度。
比较悬浮聚合的优缺点可知,这是一种极有实用价值的高分子合成工艺。
根据聚合物在单体中的溶解与否,悬浮聚合的产物可以分为透明和不透明两类。
氯乙稀的聚合物不溶于其单体,产品是不透明的。
苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶于其单体,产品都是透明的,这类聚合又叫珠状聚合。
悬浮聚合的反应机理和动力学与本体聚合基本相同,理论研究和工业应用所关心的是聚合过程中的成粒机理及分散剂和搅拌强度对成粒的影响。
一、目的要求1.了解悬浮聚合的原理以及配方中各组分的作用。
2.了解悬浮聚合的工艺特点,掌握悬浮聚合的操作方法。
二、实验原理苯乙烯是一种比较活泼的单体,容易进行聚合反应。
在引发剂或热的作用下,可通过自由基的连锁反应生成聚合物。
因此,在储存过程中,常常加入阻聚剂以防止自聚。
苯乙烯的自由基不太活泼,因此,聚合过程中的副反应较少,不易发生链转移反应,支链较少。
此外,苯乙烯单体是其聚合物的良溶剂,因此,聚合过程中的凝胶化现象不十分显著。
在本体聚合或悬浮聚合中,仅当转化率达到50%~70%,略有自动加速的现象发生。
所以,一般来说,聚合物的聚合速度比较缓慢。
苯乙烯的聚合反应如下:n H2H2CHC n苯乙烯在水中的溶解度很小。
将其倒入水中,体系分成两层。
进行搅拌时,在剪切力作用下,单体分散成液滴。
单体和水两种液体之间存在一定的界面张力,界面张力力图使液体保持球形。
苯乙烯聚合方法综合实验结果

苯乙烯聚合方法综合实验结果苯乙烯聚合是一种重要的合成方法,在本实验中我们探索了不同条件下苯乙烯聚合的影响及结果。
苯乙烯是一种常见的单体,通过聚合反应可以制备出各种聚苯乙烯材料,具有广泛的应用领域。
在本次实验中,我们采用了三种不同的苯乙烯聚合方法:自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合。
首先,我们以自由基聚合为例进行了实验。
在自由基聚合反应中,我们发现温度对聚合速率有着显著的影响。
随着温度的升高,聚合速率逐渐增加,但当温度过高时反应会失控。
另外,引入不同种类的引发剂也会对聚合反应的效果产生影响,部分引发剂会加速聚合速率,而另一些则会导致副反应的发生。
其次,我们进行了阴离子聚合的实验。
阴离子聚合是一种通过阴离子引发剂引发的聚合反应,产物中不带电荷。
在这一实验中,我们发现反应溶液的酸碱度对聚合反应有着重要影响,酸性条件下聚合速率更快,而碱性条件下会发生副反应。
此外,实验中还观察到了溶剂选择对反应效果的影响,不同溶剂的极性和溶解度会引起不同的反应结果。
最后,我们进行了阳离子聚合的实验。
阳离子聚合是利用阳离子引发剂引发的聚合反应,产物中带正电荷。
在实验中,我们发现反应物的浓度对聚合反应的影响较大,浓度过高会导致反应物间的竞争反应,影响聚合速率。
而随着反应时间的增加,聚合物的分子量也会逐渐增大,但同时也会出现过度聚合的问题。
综合以上三种聚合方法的实验结果,我们可以得出结论:苯乙烯聚合方法的选择应根据具体情况来决定,不同的聚合方法在不同条件下具有不同的优势和适用性。
通过实验的结果,我们也深入了解了苯乙烯聚合反应的反应条件和影响因素,这对于进一步优化苯乙烯聚合工艺具有指导意义。
希望这些综合实验结果可以对相关领域的研究和应用提供一定的参考和启发。
1。
高分子实验苯乙烯的悬浮聚合

HUNAN UN I VERS ITY实验报实验名称:XXXXXX实验(小学生姓名:(4号字体)学生学号:(4号字体)专业班级:(4号字体)学院名称:(4号字体)指导老师:(4号字体)实验时间:(4号字体)湖南大学实验报告苯乙烯的悬浮聚合实验目的掌握聚苯乙烯珠状产物的制备,了解悬浮聚合的特点实验要求1. 苯乙烯Wml,纯偶氮二异丁月青0. 150g,聚乙烯醇0.25g,蒸f留水60ml ;2. 产物取出后要用水反复洗数次;3. 注意观察反应现象。
1苯乙烯概述1. 1苯乙烯的应用最重要的用途是作为合成橡胶和塑料的单体,用来生产丁苯橡胶、聚苯乙烯\泡沫聚苯乙烯;也用于与其他单体共聚制造多种不同用途的工程塑料。
如与丙烯月青、丁二烯共聚制得ABS树脂,广泛用于各种家用电器及工业上;与丙烯月青共聚制得的SAN是耐冲击、色泽光亮的树脂;与丁二烯共聚所制得的SBS是一种热塑性橡胶,广泛用作聚氯乙烯、聚丙烯的改性剂等。
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、染料、农药以及选矿等行业。
1.2正漠丁烷的制备方法(D乙苯催化脱氢法:乙苯在催化剂作用下,达到550〜600°C时脱氢生成苯乙烯。
(2)乙苯共氧化法:苯乙烯也通过P0SM法进行商业化生产,以乙苯和丙烯原料,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,得到仁苯基乙醇和环氧丙烷。
最终,1-苯基乙醇脱水后就可以得到苯乙烯。
(3)苯乙烯的悬浮聚合(4)苯乙烯的乳液聚合2苯乙烯的制备和实验方案2. 1制备2.1.1原材料的选择苯乙烯(新蒸)10ml,纯偶氮二异丁月青0.150g,聚乙烯醇(聚合度为1700—1750)0. 25g,蒸f留水60ml ;250ml斜三口烧瓶1个,15ml球形冷凝管1支,空心塞1个,50ml 小烧杯2个,玻璃棒1支,10ml刻度吸管1支,1000ml烧杯1个,温度计(rioo°c)1支,搅拌棒1支,四氟乙烯塞1个,搅拌马达1台,调压器1台,温度指示控制仪1台。
膨胀计法测定苯乙烯聚合反应速率实验报告

膨胀计法测定苯乙烯聚合反应速率实验报告
本试验旨在使用膨胀计法来测定苯乙烯聚合反应的速率。
聚合反应的速率表示聚合反应生成产物的速率,其受不同的微环境因素影响,包括反应温度、浓度等。
本实验采用膨胀计法,测定苯乙烯在恒定温度和压强下聚合反应的速率。
膨胀计法测定反应相当于利用反应液容积的变化来推断反应的进展,相当于用反应室的容积与体积之间的变化来检测反应速率。
本实验根据恒定温度和压强,在实验中采用膨胀计测定苯乙烯聚合反应的速率,主要包括实验前的准备、实验的操作以及实验结束后的数据处理等步骤。
实验前的准备主要是准备各种实验仪器,包括膨胀计、细枝毛笔及记录纸等。
其中,膨胀计的容积是1ml,两个活塞的初始位置调整在实验空膨胀值上,细枝毛笔则用来放置在反应室内测定容积变化,记录纸则用来记录反应过程中体积变化的数据。
经过实验前的准备,准备好了需要的一切,就可以正式开始实验。
实验过程是将苯乙烯放入容积为1ml的反应室里,记录反应室开始时的容积,然后置放在定温恒温蒸馏仪中进行聚合,定时截取容积数据,半个小时到一个小时的间隔不断的调整活塞的位置,记录反应室的容积,待实验结束时,反应室的容积最终稳定,表明反应结束,实验结束。
实验结束后进行数据处理,主要是对收集到的数据进行处理,根据实验结果可以得出 amountA(L)/min 来表示反应速率,从而验证反应的机理。
经过本次实验的膨胀计法,我们测定了苯乙烯聚合反应的速率,通过实验结果来证明不同的微环境因素会影响反应速率。
本实验表明,膨胀计法是一种可行的方法来测定苯乙烯聚合反应的速率。
苯乙烯试验报告

苯乙烯试验报告1.过程合成与分析苯乙烯(Phenylthylene/SM),是非常重要的化工原料。
我国苯乙烯主要用于生产聚苯乙烯、ABS树脂、SAN树脂、不饱和聚酯树脂、丁苯橡胶、丁苯胶乳以及苯乙烯系热塑性弹性体等。
近几年国内苯乙烯产能不断扩大,目前已经超过400万吨/年。
苯乙烯系列树脂的产量在世界五大合成材料的产量中仅次于聚乙烯和聚氯乙烯而名列第三位。
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、染料、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。
苯乙烯的均聚物――聚苯乙烯(PS)是五大通用热塑性合成树脂之一,广泛用于注塑制品、挤出制品及泡沫制品3大领域。
近年来需求发展增长旺盛。
苯乙烯、丁二烯和丙烯腈共聚而成的ABS树脂是用量最大的大宗热塑性工程塑料,是苯乙烯系列树脂中发展与变化最大的品种,在电子电器、仪器仪表、汽车制造、家电、玩具、建材工业等领域得到了广泛应用。
中国已经成为世界ABS最大的产地和消费市场之一。
已知工业化的苯乙烯的生产主要采用两种方法:(一)乙苯脱氢法乙苯脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法,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。
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。
(1)ABB鲁姆斯/UOP工艺。
用超加热器将蒸汽过热至800℃,与原料乙苯一起进入绝热反应器。
反应温度550-650℃,常压或负压,蒸汽/乙苯质量比为1.0-1.5。
通过脱氢反应器所生成的脱氢产物经冷凝器冷凝后进入乙苯/苯乙烯分离塔,塔底分出苯乙烯,塔顶馏出未反应的乙苯。
将乙苯中的苯和甲苯分出后返回脱氢反应器重复利用。
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苯乙烯试验报告
1.过程合成与分析
苯乙烯(Phenylthylene/SM),是非常重要的化工原料。
我国苯乙烯主要用于生产聚苯乙烯、ABS树脂、SAN树脂、不饱和聚酯树脂、丁苯橡胶、丁苯胶乳以及苯乙烯系热塑性弹性体等。
近几年国内苯乙烯产能不断扩大,目前已经超过400万吨/年。
苯乙烯系列树脂的产量在世界五大合成材料的产量中仅次于聚乙烯和聚氯乙烯而名列第三位。
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、染料、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。
苯乙烯的均聚物――聚苯乙烯(PS)是五大通用热塑性合成树脂之一,广泛用于注塑制品、挤出制品及泡沫制品3大领域。
近年来需求发展增长旺盛。
苯乙烯、丁二烯和丙烯腈共聚而成的ABS树脂是用量最大的大宗热塑性工程塑料,是苯乙烯系列树脂中发展与变化最大的品种,在电子电器、仪器仪表、汽车制造、家电、玩具、建材工业等领域得到了广泛应用。
中国已经成为世界ABS最大的产地和消费市场之一。
已知工业化的苯乙烯的生产主要采用两种方法:
(一)乙苯脱氢法
乙苯脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法,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。
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。
(1)ABB鲁姆斯/UOP工艺。
用超加热器将蒸汽过热至800℃,与原料乙苯一起进入绝热反应器。
反应温度550-650℃,常压或负压,蒸汽/乙苯质量比为1.0-1.5。
通过脱氢反应器所生成的脱氢产物经冷凝器冷凝后进入乙苯/苯乙烯分离塔,塔底分出苯乙烯,塔顶馏出未反应的乙苯。
将乙苯中的苯和甲苯分出后返回脱氢反应器重复利用。
(2)Fina/Badger工艺。
Fina/Badger工艺通常与美孚/ Badger乙苯工艺联合签发许可。
该工艺采用绝热脱氢,高温蒸汽提供脱氢需要的热量并降低进料中乙苯的分压和抑制结焦。
蒸汽过热至800-950℃,与预热器内的乙苯混合后再通过催化剂,反应温度为560-650℃,压力为负压,蒸汽/乙苯质量比为1.5-2.2。
反应器材质为铬镍,反应产物在冷凝器中冷凝。
Fina/ Badger与 ABB Lummus公司一起几乎垄断了世界苯乙烯生产专利市场。
(3)BASF工艺。
BASF工艺的特点是用烟道气直接加热的方式提供反应热,这是与绝热反应的最大不同点。
脱氢过程中反应产物与原料气系统进行热交换,列管间加折流挡板,使加热气体径向流动,烟道气进口温度为750℃,出口温度为630℃,可用来预热进料的气体,使乙苯的进料温度达到585℃,直接与管内脱氢催化剂接触反应。
出口气体经急冷、换热,再经空气冷却,分离脱氢尾气(H2、CH4、CO2等)、水和油,上层脱氢料液送精馏工序制得苯乙烯。
乙苯催化脱氢法的技术关键是寻找高活性和高选择性的催化剂。
一开始采用的是锌系、镁系催化剂,以后逐渐被综合性能更好的铁系催化剂所替代。
目前,国外苯乙烯催化剂主要有南方化学集团公司开发的Styromax-1、Styromax-2、Styromax-4以及Styromax-5型催化剂;美国标准催化剂公司推出的C-025HA、C-035、C-045型催化剂;德国BASF公司开发的S6-20、S6-20S、S6-28、S6-30催化剂;Dow化学公司开发出的D-0239E型绝热型催化剂等。
我国开发成功的催化剂主要有兰州石油化工公司研究院的315、335、345、355系列催化剂;厦门
大学、中国科学院大连化学物理研究所的XH、DC系列以及中国石化集团公司上海石油化工研究院的GS系列催化剂等。
兰州石化分公司研究院还从催化剂配方和制备工艺入手,开发出了以铁-钾-铈-钼-镁为主要体系的低钾型乙苯脱氢催化剂。
华东理工大学开发出轴径向反应器技术和气气快速混合两大关键技术,突破了国外技术的垄断,形成了自主知识产权。
除了常见的圆柱型催化剂外,兰州化学工业公司最近还成功地将三叶型催化剂用于苯乙烯的工业生产上。
世界乙苯脱氢催化剂的研究正在向低钾含量、低水比、具有更高稳定性和更长运转周期的方向发展。
2. 乙苯氧化脱氢法
乙苯氧化脱氢技术是用较低温度下的放热反应代替高温下的乙苯脱氢吸热反应,从而大大降低了能耗,提高了效率。
典型的生产工艺有乙苯脱氢选择性氧化技术(Styro-Plus工艺)和苯乙烯单体先进反应器技术(Styrene Monomer Advanced Reactor Technology,简称Smart 工艺)。
(1)Styro-Plus工艺。
该工艺由美国UOP公司于20世纪80年代初期开发成功,是将乙苯脱氢反应生成的氢选择性地进行氧化燃烧,使反应平衡向有利于生成苯乙烯的方向移动,同时提供反应所需要的热量,是大幅度提高转化率的生产苯乙烯的新方法。
Styro-Plus工艺可以达到与传统脱氢法相同的选择性,但生产单位质量的苯乙烯所需要的蒸汽比传统工艺要降低34%,节能优势相当明显。
(2)Smart工艺。
该工艺于20世纪90年代初期开发成功,是UOP公司开发的乙苯脱氢选择性氧化技术(Styro-Plus工艺)与Lummus、Monsanto以及UOP三家公司开发的Lummus/UOP 乙苯绝热脱氢技术的集成。
该工艺是在原乙苯脱氢工艺的基础上,向脱氢产物中加入适量氧或空气,使氢气在选择性氧化催化剂作用下氧化为水,从而降低了反应物中的氢分压,打破了传统脱氢反应中的热平衡,使反应向生成物方向移动。
"Smart"工艺流程与Lummus/UOP 苯乙烯工艺流程基本相同,但反应器结构有较大的差别,主要是在传统脱氢反应器中增加了氢氧化反应过程。
该工艺采用三段式反应器。
一段脱氢反应器中乙苯和水蒸汽在脱氢催化剂层进行脱氢反应,在出口物流中加入定量的空气或氧气与水蒸汽进入两段反应器,两段反应器中装有高选择性氧化催化剂和脱氢催化剂,氧和氢反应产生的热量使反应物流升温,氧全部消耗,烃无损失,两段反应器出口物流进入三段反应器,完成脱氢反应。
在脱氢反应条件为620-645℃、压力0.03-0.13MPa、蒸汽/乙苯质量为1-2:1时,乙苯转化率为85%,苯乙烯选择性为92%-96%。
该工艺技术具有以下优点:(1)一段脱氢产生的氢气大部分被氧化,使反应向生成苯乙烯的方向移动。
与传统的苯乙烯技术相比,在相同的选择性下,乙苯单程转化率最高可超过80%;(2)乙苯转化率提高,减少了未转化乙苯的循环返回量,使装置生产能力提高,减少了分离部分的能耗和单耗;(3)甲苯的生成需要氢,移除氢后减少了副反应的发生;(4)采用氧化中间加热,由反应物流或热泵回收潜热,不需要中间换热器和相关的管线,提高了能量效率,节约了能量,经济性明显优于传统工艺;(5)可用于原生产装置的改造,改造容易且费用较低。
目前,世界上有5套苯乙烯生产装置采用乙苯氧化脱氢工艺进行生产,另外一些新建生产装置大都准备采用该方法进行生产。
2.工艺流程简图:
苯乙烯的生产过程,是将苯和乙烯通过一系列的加温、加压以及催化聚合反应生成苯乙烯的过程。
其工艺原理略图如下:
乙烯储罐
苯储罐
烷基转移单元
投料
乙苯精馏单元
烃化液
多乙苯
循环苯
回收苯
乙苯脱氢单元
乙苯
氢气
天然气
蒸汽
苯乙烯中间罐
脱氢液
尾气
循环乙苯
阻聚剂NSI
甲苯
焦油
苯乙烯储罐
阻聚剂TBC 回炉
3.物料流程图见附图1
4.主体设备图见附图2。