關(guān)于苯乙烯的合成工藝分析

韓康升

摘 要：當(dāng)前我國(guó)工業(yè)的發(fā)展對(duì)苯乙烯的需求量非常大，而在我國(guó)國(guó)內(nèi)的苯乙烯生產(chǎn)能力上相對(duì)較低，在市場(chǎng)當(dāng)中的缺口比較明顯，基本上每年都是需要從國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)進(jìn)口苯乙烯材料造成了大量的經(jīng)濟(jì)投入，不利于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展。因此，對(duì)苯乙烯的合成工藝分析和研究至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：苯乙烯;合成工藝;分析

當(dāng)前世界上存在90%以上的苯乙烯制造產(chǎn)業(yè)，基本上都是采用傳統(tǒng)形式下的乙苯催化脫氫法來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，具有較高的能源消耗。所以，苯和乙烯一步合成苯乙烯的方法受到了人們廣泛的關(guān)注。要想達(dá)成這一合成方法必須要具有一種高活性的催化劑，才可以實(shí)現(xiàn)和乙烯的一步合成，這種催化劑的研制一直是當(dāng)前科研技術(shù)人員的重點(diǎn)難題。隨著我國(guó)石油資源的開(kāi)發(fā)量不斷加大，甲苯和甲烷甲基化和成本乙烯成為了一種比較熱門的技術(shù)研究。

1 苯乙烯的合成工藝分析

1.1 合成乙苯的工藝技術(shù)

乙苯是生產(chǎn)苯乙烯的基礎(chǔ)材料，乙苯的主要來(lái)源是通過(guò)苯和乙烯烷基，通過(guò)一系列反應(yīng)之后，在重整的C8餾分當(dāng)中分離所得到。在其中乙苯的合成流程當(dāng)中，通過(guò)對(duì)比分析可以看出，液相分子篩選方法的利用，將成為苯烷基制作的重要方式之一，它可以和氣相分子之間進(jìn)行篩選，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的溫度較低，同時(shí)消耗的能源量較少。因此，該項(xiàng)反應(yīng)工藝是一種性能比較優(yōu)良的工藝類型，但是在此過(guò)程當(dāng)中對(duì)中間催化劑的性能選擇，還需要進(jìn)行更深程度的研究和開(kāi)發(fā)，尤其是針對(duì)分子篩選孔的分布和酸性中心點(diǎn)分布的研究，這是提高催化劑活性以及催化程度的重要研究點(diǎn)。

1.2 乙苯轉(zhuǎn)化合成苯乙烯的生產(chǎn)技術(shù)

因?yàn)橐冶缴a(chǎn)苯乙烯的工藝方式主要分為了乙苯催化脫氫法、乙苯丙烯共氧法、乙苯氧化脫氫法等。但是到目前為止最早使用的乙苯催化脫氫法，一直是處于一種生產(chǎn)苯乙烯的主要工作形式，其中90%以上的苯乙烯材料基本上都是通過(guò)該方法所得到。

1.3 乙苯催化脫氫法

化脫氫法主要是在催化劑的反應(yīng)條件下，針對(duì)性的去除乙苯分子當(dāng)中乙基上的氫元素，然后生成苯乙烯單體物質(zhì)。該反應(yīng)具有一定的吸熱程度但是在乙苯脫氫反應(yīng)工藝當(dāng)中，比較具有發(fā)展?jié)摿Φ墓に嚰夹g(shù)分為以下三種：

1.3.1 Lurgi一步等溫脫氫工藝

通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)的有效運(yùn)用，可以大大提高苯乙烯的生產(chǎn)效率，同時(shí)受到了相關(guān)研究人員的高度重視。和傳統(tǒng)形式下的絕熱脫氫處理方法相比，Lurgi一步法在每一個(gè)反應(yīng)指標(biāo)上都相對(duì)比較先進(jìn)，可以有效節(jié)省54%的蒸汽量，同時(shí)可以節(jié)省58%的催化劑使用量，在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程當(dāng)中的合成成本得到了有效的控制。

1.3.2 脫膜化工藝

乙苯脫氫催化方式是在最近幾年被研究人員所研制出來(lái)的全新苯乙烯脫氫技術(shù)。在反應(yīng)過(guò)程當(dāng)中實(shí)質(zhì)上就是在無(wú)機(jī)膜催化技術(shù)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的催化反應(yīng)，不斷將內(nèi)部的產(chǎn)物進(jìn)行分離。因此，可以作為可逆反應(yīng)來(lái)提高力學(xué)平衡值，實(shí)現(xiàn)了苯乙烯轉(zhuǎn)化率的提高，而經(jīng)過(guò)脫氫反應(yīng)之后所生成的副產(chǎn)物可以繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)運(yùn)用。

1.3.3 乙苯氧化脫氫法

在較低的溫度下進(jìn)行放熱反應(yīng)，可以有效替代高溫反應(yīng)環(huán)境下的乙苯脫氫吸熱反應(yīng)過(guò)程，通過(guò)這種脫氫處理方式。降低了工作能耗，進(jìn)而提高了乙苯氧化的工作效率。把乙苯氧化脫氫具有比較強(qiáng)的放熱效應(yīng)，在脫氫反應(yīng)過(guò)程當(dāng)中，有利于苯乙烯的生成。盡管乙苯氧化脫氫催化劑的種類比較復(fù)雜，但是在氧化深度方面造成催化劑催化過(guò)程中的選擇性較弱，因此，高活性的催化劑開(kāi)發(fā)工作是后續(xù)研究工作的重點(diǎn)方向。

2 苯與乙烯一步法合成苯乙烯技術(shù)

傳統(tǒng)的苯乙烯生產(chǎn)工作整個(gè)工藝流程相對(duì)較長(zhǎng)同時(shí)能源消耗量較大。針對(duì)對(duì)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)相關(guān)研究人員首次運(yùn)用了金屬負(fù)載的HZSM-5分子作為催化劑選擇，并且對(duì)苯和乙烯在無(wú)氧環(huán)境環(huán)境下，通過(guò)一步法合成苯乙烯技術(shù)進(jìn)行了探索。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)HZSM-5屬于一種活性較高的催化劑類型，通過(guò)中間反應(yīng)產(chǎn)物的影響提高了脫氫苯乙烯的反應(yīng)速率。但是因?yàn)樵诜磻?yīng)過(guò)程當(dāng)中的溫度過(guò)高，反應(yīng)當(dāng)中的苯和乙烯基本上都會(huì)在催化劑的表面形成堆積，進(jìn)而對(duì)催化劑的活性產(chǎn)生了不良的影響，在空氣當(dāng)中以640℃的溫度進(jìn)行加溫，經(jīng)過(guò)3小時(shí)之后催化劑的活性慢慢恢復(fù)正常。

早在1976年相關(guān)研究人員提出了甲苯和甲烷氧化之后直接合成苯乙烯的方法，這種方法不但可以有效解決傳統(tǒng)合成方式當(dāng)中所存在的局限性，同時(shí)還可以保證副產(chǎn)物當(dāng)中的苯和傳統(tǒng)制取苯乙烯的本質(zhì)量與程度更高。由于傳統(tǒng)形式下的甲苯制苯的途徑和方式損失的劑量較大，同時(shí)還會(huì)消耗大量的氫元素，在該反應(yīng)過(guò)程當(dāng)中的特性為，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程會(huì)放出大量的熱量反應(yīng)基本上處于一種制熱反應(yīng)過(guò)程，反應(yīng)原料來(lái)自于煤焦油，這種原材料相對(duì)比較廉價(jià)，同時(shí)原材料非常豐富，有效避免了石油資源的過(guò)度依賴。通過(guò)堿金屬氧化物和分子催化劑來(lái)作為反應(yīng)中間產(chǎn)物，充分避免了傳統(tǒng)反應(yīng)形式下的氧化鋁和氯化氫之間反應(yīng)所產(chǎn)生的污染問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

最近幾年的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，甲苯氧化甲基制取乙苯以及制取苯乙烯的方法在國(guó)內(nèi)外的研究工作當(dāng)中非常常見(jiàn)，通過(guò)國(guó)外的一些研究技術(shù)成果上，主要是以混合氧化物作為反應(yīng)過(guò)程當(dāng)中的催化劑，同時(shí)在國(guó)內(nèi)也進(jìn)行了一系列氧化物催化劑的相關(guān)研究工作，當(dāng)前要想找到一種活性更高，同時(shí)選擇性更強(qiáng)的催化劑，是人們需要解決的一項(xiàng)重點(diǎn)問(wèn)題之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]王勇，劉明.3，5-二氯-α-（三氟甲基）苯乙烯合成工藝的改進(jìn)[J].化學(xué)試劑，2017，39（11）：1237-1240+1243.