[苯乙烯生产技术进展] 苯乙烯生产工艺

　　一、苯乙烯生产工艺发展概况 　　作为一种最为基本且非常重要的有机化工生产原料，苯乙烯具有非常广泛的用途，在生产丁苯乳胶（即SBRPSBR）、苯乙烯二丙烯晴树脂（即SAN树脂）、丙烯晴二丁二烯而苯依稀树脂（即ABS树脂）、聚苯乙烯（即PS）等材料过程中具有非常重要的作用，苯乙烯为EO、PVC、PE等之后的第四大乙烯衍生类产品。
　　生产苯乙烯过程中主要采用的方法为苯乙烯二环氧丙烷联产方法以及乙苯脱氢的方法等，其中后者在苯乙烯产品生产过程中占据的份额达到85%，而前者虽然在生产工艺方面相对复杂，且需要较大的投资，但是因为可以同时得到两种非常重要的有机材料，所以近段时间得到非常迅速的发展，在苯乙烯的生产中也占据了15%的份额。
　　二、苯乙烯生产的新工艺
　　（一）使用热交换介质逆流方式的新工艺。
　　BA SF公司发明了一种新型反应工艺，在反应器的管束部分将热量导入脱氢催化剂，并使热交介质与乙苯进料逆流对其加热，从而提高反应的时空产率。如有需要，还可以在管束的下面再连一个装填了催化剂的后反应器，进行绝热脱氢反应，因为逆流提供的热量足以供给反应所需的热量。此工艺结合了现有工艺的两大优势：绝热反应的高选择性和等温反应的低水油比。整个工艺可分为三大步：应物加热、管束中的脱氢反应及后反应器中的脱氢反应。选用G84C催化剂为实验对象，在水油比(质量)1.25、进料温度420℃的条件下，经管束中与后反应器两次脱氢反应后测得乙苯转化率为64%，苯乙烯选择性为95.5%。同时，在管束出口处测得温度620℃，后反应器出口处为585℃。
　　（二）周期性改变物料流向的新工艺。
　　对于填充床反应器中的吸热反应，例如乙苯脱氢制苯乙烯、可通过周期性地改变乙苯物料流动方向和蒸汽(提供反应热)加入方向，使水油比(物质的量)保持在8～10.2(传统方法为12～17)，由低吸热反应变成高吸热反应，从而减少能量损失。与传统的乙苯物料单向流动方式比较，既节约了能源、降低了成本，同时还保证了反应的高转化率和选择性。此专利技术由美国堪萨斯大学发明。试验表明，采用此新方法，反应床层的温度可以提高几百度之多。假设反应时水油比(物质的量)10.2，气压0.23MPa，乙苯进料流速3.44mol/s应转化率、选择性以及催化剂温度等条件均相同的情况下，传统方法乙苯进料温度需要达到649℃，而新工艺只需370℃即可。
　　（三）回收苯乙烯。
　　1.从裂解汽油中萃取蒸馏苯乙烯。HFMInternational公司发现，如果要从裂解汽油沸点接近的芳香烃、非芳香烃中萃取蒸馏出高纯度的不饱和芳香烃，特别是苯乙烯，应当采用一种选择性较高的溶剂(或萃取剂)，其主要成分是环丁砜等或环丁砜与水的混合液。溶剂与混合料液的质量比应介于0.5～50之间，最佳范围是2～20。适宜蒸馏温度为100～180℃。在此条件下，能达到最佳的分离效果。
　　2.从石油进料中分离、制取苯乙烯将至少含有乙苯、苯乙烯、二甲苯的芳香烃、非芳香烃混合物进料分离成两部分，使其中一部分含有较多苯乙烯，另一部分含有较多乙苯。然后，从前一部分精馏回收苯乙烯，将第二部分的乙苯再反应生产新的苯乙烯。反应过后的料液可以回流入进料中再利用。分离进料的方法包括萃取蒸馏、共沸蒸馏、液液萃取、膜分离等。此工艺专利亦为HFMInternational公司所有。
　　（四）苯乙烯阻聚。
　　传统的苯乙烯阻聚剂是二硝基苯酚。这种阻聚剂毒性很大，并且需要废物处理设备。BetzDearborn公司开发出了新型的非毒性羟胺基阻聚剂，其所含的一种水基自由基阻聚剂成分――styrex310，能够使精馏塔中形成的聚合物减少40%，降低粘度，同时有利于更好的热交换，提高循环能力。此外，这种阻聚剂还能与二硝基苯酚共同使用，使其消费量减少40%以上，从而使阻聚剂总成本降低20%。其带来的环境效益更是无法估量。
　　（五）提高苯乙烯单体质量的技术。
　　1998年间，美国Raytheon Engineer &Constructors公司将其改进的生产苯乙烯的FinaöBadger技术应用于韩国的Daelim Industrial公司的苯乙烯装置上。据说该技术有效地减少了反应产物中苯乙炔的含量，而苯乙炔浓度低是下游聚合工艺的要求。对于生产能力为175kt/a的苯乙烯装置，未采用该技术前，苯乙炔含量高达200×10-6；该技术后，苯乙炔含量可小于10×10-6(以质量计)，效果显著。
　　我国当前对于苯乙烯材料催化剂的开发与研究工作虽然已经取得了非常显著地进步，有关技术水平也达到了国家前列，并且实现了对部分产品的进口替代，然而在基础研究、制备工作以及新配方筛选等等领域仍然需要进一步的发展，我国在苯乙烯类催化剂的研究和开发工作中，下一步的方向将主要集中在对低温、低压、高稳定性、低油水比性能的催化剂的研制方面，进一步降低成本、节省能源、延长材料寿命，最终实现苯乙烯催化剂的全面国产化。

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