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乙烯生产技术论文
乙烯生产技术论文 乙烯生产技术论文篇一 苯乙烯生产技术研究 摘要：苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料，主要用于生产聚苯 乙烯树脂(PS)、丙烯腈-丁二烯- 苯乙烯三元共聚物(ABS)、苯乙烯- 丙烯腈共聚 物(SAN)树脂、丁苯橡胶(SBR)和丁苯胶乳(SBR胶乳)、离子交换树脂、不饱和聚 酯以及苯乙烯系热塑性弹性体SBS等。此外， 还可用于制药、染料、农药以及 选矿等行业， 用途十分广泛。
一、苯乙烯生产工艺介绍 目前，世界上苯乙烯的生产方法有乙苯气相催化脱氢法、环氧丙烷— 苯乙烯联产法、乙苯脱氢选择性氧化法、热解汽油抽提蒸馏回收法、乙苯—丙烯 共氧法、甲苯甲醇合成法、丁二烯合成法等。其中，常用的方法有3种：催化脱 氢法、乙苯脱氢选择性氧化(SMART)法、乙苯—丙烯共氧(POSM)法。下面就重 点介绍这三种方法。
1.催化脱氢法 DOW化学公司与BASF公司与1937年联合开发出催化脱氢法，在长期 生产中各公司在催化剂、反应器、流程、节能等方面各具特色，典型的如：
Fina/Badger法、Monsanto/Lummus/UOP法、DOW法、Cosden/Badger法、CdF法 等。其中Monsanto/Lummus/UOP法被世界上生产能力最大的一些苯乙烯装置所采 用，与其他方法相比，每吨苯乙烯可节约蒸汽2t，降低生产成本16%。
2.乙苯脱氢选择性氧化法 乙苯氧化脱氢技术采用三段式反应器：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 进入二段反应器，二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，二段反应器出口物流 进入三段反应器，完成脱氢反应。当脱氢反应温度为620～645℃、压力为0.03～ 0.13 MPa、蒸汽和乙苯质量比为(1∶1)～(2∶1)时，乙苯转化率为85%，苯乙烯选 择性为92 %～96 %。3.环氧丙烷—苯乙烯(PO/SM)联产法 环氧丙烷一苯乙烯(PO/SM)联产法又称共氧化法， 在130～160℃、 0.3～0.5MPa下，乙苯先在液相反应器中用氧气氧化生成乙苯过氧化物，生成的 乙苯过氧化物经提浓到l7%后进入环氧化T序，在反应温度为110℃、压力为4.05 MPa条件下，与丙烯发生环氧化反应成环氧丙烷和甲基苄醇。环氧化反应液经过 蒸馏得到环氧丙烷，甲基苄醇在260℃、常压条件下脱水生成苯乙烯。反应产物 中苯 乙烯与环氧丙烷的质量之比为2.5：1。将乙苯脱氢的吸热和丙烯氧化 的放热两个反应结合起来，节省了能量，解决了环氧丙烷生产中的三废处理问题。
另外，由于联产装置的投资费用要比单独的环氧丙烷和苯乙烯装置降低25 %，操 作费用降低50 %以上，因此采用该法建设大型生产装置时更具竞争优势。该法的 不足之处在于受产品市场状况影响较大，且反应复杂，副产物多，投资大，乙苯 单耗和装置能耗都要高于乙苯脱氢法工艺。
4.苯乙烯生产工艺国产化进展 华东理工大学开发的乙苯负压脱氢反应器采用轴径向反应器技术和 气气快速混合两大关键技术，轴径向反应器是在床层顶部采用催化剂自封式结构、 以使径向床的顶部造成轴径向二维流动的新颖径向反应器。与传统的径向反应器 相比，这种催化剂自封式结构取消了催化床上部的机械密封区，简化了径向床结 构，有效地利用此部分反应器空间中的催化剂，消除催化剂床的滞流区，有利于 提高反应转化率，催化剂装卸方便。
二、苯乙烯的毒性机理 虽然苯乙烯具有燃爆性和毒性，但是由于对爆炸危险性的重视，因此 很少出现苯乙烯的爆炸事故，而职业中毒却屡见不鲜，因此需对苯乙烯的职业中 毒提高警惕。苯乙烯既有急性毒性又有慢性毒性，可对人体多个系统产生损害， 虽然其生殖毒性、血液毒性和致癌作用尚不能确定，也应引起高度警惕。
1.对神经系统的影响 苯乙烯具有较强的致神经衰弱作用，苯乙烯大量吸入后可引起中毒性 脑病，研究表明，脂质过氧化及神经逆质波动在中毒性脑病中有重要作用。少量苯乙烯吸入仅引起轻微头晕、头痛症状。并且近年国内有研究发现，苯乙烯长期 接触组心电图异常率明显高于对照组，以心率失常居多，其中又以窦性心动过缓 为主。
2.对消化系统的影响 短时间大量接触高浓度苯乙烯可引起恶心呕吐、腹痛、腹泻等消化道 症状。长期接触苯乙烯可引起中毒性肝病，具有起病隐袭的特点。临床上以消化 道症状为主，多数为肝肿大，但肝功能检查多为正常。
3.对泌尿生殖系统的影响 长期低浓度接触苯乙烯可引起肾功能损害，主要是通过抑制肾组织中 酶的活动，使细胞三羧酸循环和膜吸收转运过程受到干扰，并使近曲小管上皮受 损所致，短期接触也可影响肾小球的功能。此外，苯乙烯在体内的主要中间代谢 产物苯乙烯-7，8-氧化物(SO)已被研究证明为一种强直接致突变剂。工人接触苯 乙烯可引起精液DNA损伤。苯乙烯为高脂溶性的小分子化合物，在体内可经胎 盘转运，与宫内的胎儿直接接触，从而对发育中的胚胎产生毒性作用，干扰器官 的形成和胎儿的发育。
4.对呼吸系统的影响 一次大量吸入苯乙烯可引起呼吸道腐蚀性损伤，导致中毒性肺水肿。
另外，苯乙烯可通过酶系统或呼吸爆发产生自由基、启动生物膜的脂质过氧化、 并有炎性介质参与造成肺弥漫性损伤。短时间接触高浓度苯乙烯可引起咳嗽、咽 痛等呼吸道刺激症状，长期接触低浓度苯乙烯对作业工人呼吸道有明显的刺激作 用，可引起慢性鼻炎、慢性咽炎等。
对于安全专业来说，苯乙烯的生产工艺已经非常成熟，但是我们需要 在工艺中找到潜在的危险，尽可能排除或者降低危害程度。
乙烯生产技术论文篇二 乙烯生产加工工艺与应用研究 【摘要】苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料，广泛用于化工、电子、汽车、建筑、包装、日用轻工等领域，主要用于生产聚苯乙烯树脂(PS)、丙 烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)树脂、离子 交换树脂、不饱和聚酯以及苯乙烯系热塑性弹性体SBS、SIS等。目前制造聚苯 乙烯有几种方法。最早工业化生产的方法之一是用悬浮聚合制取透明PS和用本体、 悬浮聚合制取抗冲击PS。苯乙烯单体与几乎与其等体积的水混合，并加入表面活 性剂，搅拌使苯乙烯单体成为悬浮状液滴，最后聚合成硬的珠粒。本文主要基于 苯乙烯、聚苯乙烯(PS)、氯化聚氯乙烯等乙烯生产加工工艺与应用进行了研究。
【关键词】乙烯;生产;加工工艺;应用研究 1苯乙烯加工工艺研究 基于苯乙烯的用途广泛和需求量的不断提升，近年来世界各国苯乙烯 生产发展迅速，并向着大型化发展。目前，乙苯制取苯乙烯的生产方法主要有共 氧化联产法和乙苯催化脱氢法。共氧化法产品除苯乙烯外，还联产环氧丙烷，但 是其流程长、复杂，具有设备容易腐蚀、设备投资高的缺点。因此，目前世界上 90%以上的苯乙烯装置都采用乙苯催化脱氢法工艺。乙苯催化脱氢是工业上传统 的苯乙烯生产工艺，由美国Dow化学公司首先开发成功。目前典型的乙苯催化脱 氢制苯乙烯工艺主要有Lummus/UOP工艺、Fina/Badger工艺和BASF工艺等。苯 乙烯是一种重要的基本有机化工原料，广泛用于化工、电子、汽车、建筑、包装、 日用轻工等领域，主要用于生产聚苯乙烯树脂(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元 共聚物(ABS)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)树脂、离子交换树脂、不饱和聚酯以 及苯乙烯系热塑性弹性体SBS、SIS等。国内自行开发的苯乙烯成套技术也同样 采用乙苯催化脱氢的方法。上述苯乙烯工艺技术基本都已经工业化，但由于反应 本身的特点和后续精馏操作的要求，使装置的能耗较高。
2聚苯乙烯(PS)加工工艺 目前制造聚苯乙烯有几种方法。最早工业化生产的方法之一是用悬浮 聚合制取透明PS和用本体、悬浮聚合制取抗冲击PS。苯乙烯单体与几乎与其等 体积的水混合，并加入表面活性剂，搅拌使苯乙烯单体成为悬浮状液滴，最后聚 合成硬的珠粒。反应中需加入引发剂加速和终止反应。最后制成的聚苯乙烯珠粒 再经挤出成为粒料。可发性聚苯乙烯的制法与上述相同，但在用浸渍法制取浸润 珠粒过程中要加入发泡剂(一般为戊烷)。抗冲击聚苯乙烯的制法是：将橡胶溶解 在苯乙烯中，进行本体聚合(使苯乙烯与PS在低于相转变点时反应，加入水和表 面活性剂使之成为悬浮液，加入弓没剂终止反应，然后对珠粒进行干燥、挤出切粒。目前生产上大都采用连续法本体聚合，在这一生产过程中，苯乙烯(制透明 PS粒料)或苯乙烯一橡胶溶液(制抗冲击PS)在达到最佳转化率之前要经过连续性 反应，然后汽提除掉未反应的组分，进行造粒。目前透明PS和抗冲击PS多采用 挤塑、热成型和注塑成型等加工方法。许多产品也采用吹塑成型和滚塑成型方法。
挤塑大部分透明PS和抗冲击PS采用挤塑成型方法，其中大多数用于生产片材。
片材本身是可出售的，也被生产厂自己用来热成型加工。从建筑材料到波纹板等 多种型材制品都可用透明PS和抗冲击PS挤塑成型。非发泡制品的挤塑成型一般 使用温度从380°F(喂料段)到430—460°F(挤出段)的二段式排气挤出机。新型的挤 塑成型设备，如旋转挤塑机，已有应用。透明PS和抗冲击PS具有不吸水性，所 以在挤塑成型前不需干燥。
但如果喂料口温度过低，或粒料贮存中表面带有水分，以及排气孔被 堵塞时，那么湿气就成为问题。共挤塑这是一种发展迅速的加工工艺，采用这种 加工成型方法可制造由同一种或不同塑料互相贴合的层合制品。透明PS层在上、 抗冲击PS为下层的共挤塑成型制品不需粘合剂粘接。而有的分层结构，如抗冲击 PS上覆以聚烯烃类塑料的共挤塑制品需要涂粘合剂进行粘接。在热成型操作中， 掺用回收料的比率为30～80%，有的塑料可通过挤塑机7次或更多次反复进料， 透明PS和抗冲击PS可以被多次挤出，其性能不发生显著下降。但如果掺用了稳 定性不好的塑料，即使掺用量很小，也会引起性能的显著下降。热成型通常分为 4种操作：传统的一般成型、旋转工位成型、串联连续热成型和辊喂料连续成型。
厚的片材用对流加热炉加热、薄片用辐射炉加热使之软化达到成型温度。成型工 艺对片材质量的要求非常高，所以在挤塑过程中必须当心。注塑成型目前来说， 透明PS和抗冲击PS是一类可制得尺寸稳定性最好。生产周期最短的塑料而成本 比较低，因此十分适于许多注塑成型制品。机筒温度一般为390～500°F。为缩短 生产周期、改善产品质量，具有超快注射和回复速率的注塑成型系统已面世。加 工厂使用的模具有多种，包括热流道系统及各种形式的浇口设计。泡沫成型和挤 塑透明PS和抗冲击PS进行泡沫成型和挤塑时要使用不同的发泡剂，如戊烷、氮 气、化学发泡剂(CBA)和氟利昂等。添加剂成分根据用途可达10种以上，也可以 不加。可发性聚苯乙烯的成型分二段：先将聚苯乙烯粒料预发泡使之成为预发体。
预发体通常要进行熟化，以使空气逐步渗入泡孔并将泡孔中的发泡剂和水置换出 来。然后将熟化后的预发泡珠粒送至设有蒸汽通道的模具内进行热成型，最后得 到产品。用此方法可生产薄壁制品(杯于)或2ft*16ft*4ft的泡沫块，再切成 4ft*8ft*1(或1)in的板条，可用于绝缘绝热。可发性聚苯乙烯的密度可以在小于 1ib/ft3到大于6lb/ft3范围内变化。3氯化聚氯乙烯挤出加工工艺的新突破 氯化聚氯乙烯(CPVC)优越的耐热性，阻燃性(烟灭度小)和较好的刚性， 使它的应用领域越来越广泛，其市场潜力也越来越不可估量。但是CPVC的挤出 加工难度制很大，又会因工艺控制不当而产生Hcl气体的大量释放使得加工设备 和模具受到严重腐蚀。为了使CPVC具有类似PVC的可加工性能，常州市卓成塑 料有限公司作了大量的研制工作，以张小文为首的科技人员已成功地开发出一种 类似PVC加工工艺的CPVC管材，其维卡软化点不低于是110℃，其耐热比UPVC 高30～40℃，比ABS高15～25℃，耐老化及耐化学介质侵蚀性比ABS和UPVC高 出许多，材料的韧性和抗冲性能不比UPVC差，其扁平试验可压至0，且能象UPVC 管材一样加工成柔性密封的扩口形式，改变了以往CPVC管材只能用胶粘剂粘接 的连接形式，使得它的应用领域更加广泛。这是当前CPVC挤出加工工艺上的重 大突破，它将引导国内塑料管行业进入CPVC这一新材料领域。
