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时间:2018-11-22
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1、化工系毕业论文(设计)1绪论1.1苯乙烯(SM)的简介苯乙烯(SM),又名乙烯基苯,其分子式为,它是含有饱和侧链的一种简单芳烃。图1-1苯乙烯(SM)的结构图1.1.1苯乙烯(SM)的性质(1)苯乙烯(SM)的物理性质苯乙烯(SM)为无色透明油状液体,有高折射性和特殊芳香气味。苯乙烯(SM)难溶于水,25℃时其溶解度为0.066%,苯乙烯(SM)溶于甲醇、乙醇、乙醚等溶剂中。苯乙烯(SM)在空气中允许浓度为0.1ml/l。浓度过高、接触时间过长则对人体有一定的危害。表1-1苯乙烯(SM)基本物理性质沸点(℃)145凝固点(℃)30.4燃烧热(kJ/mol)437
2、6.9禁配物酸、氧化类相对蒸气密度(空气=1)3.6蒸气压(kPa)1.33(30.8℃)(2)苯乙烯(SM)的化学性质①苯乙烯(SM)裂解和燃烧苯乙烯(SM)在高温下容易裂解和燃烧,生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。苯乙烯(SM)蒸气与空气能形成爆炸混合物,其爆炸范围为1.1%~6.01%。②苯乙烯(SM)氧化苯乙烯(SM)具有乙烯基烯烃的性质,反应性能极强,苯乙烯暴露于空气中,易被氧化而成为醛(酮)、酸类。③苯乙烯(SM)聚合苯乙烯(SM)从结构上看是不对称取代物,乙烯基因带有极性而易22化工系毕业论文(设计)聚合。在高于100℃时即
3、进行聚合,甚至在温室下也可产生缓慢的聚合。因此,苯乙烯(SM)单体在贮存和运输中都必须加入阻聚剂,并注意用惰性气体密封,不使其与空气接触。1.1.2苯乙烯(SM)的用途(1)苯乙烯(SM)的发展史苯乙烯(SM)是1827年由M·Bonastre蒸馏一种天然香脂-苏合香时才发现的。1893年E·Simon同样用水蒸气蒸馏法由苏合香中得到该化合物并命名为苯乙烯(SM)。1867年Berthelot发现乙苯通过赤热陶管能生成苯乙烯,这一发现被视为苯乙烯(SM)生产的起源。1930年美国道化学公司首创由乙苯脱氢法生产苯乙烯(SM)工艺,但因当时精馏技术未解决而未工业化。
4、直至1937年道化学公司和BASF公司才在精馏技术上有突破,获得高纯度苯乙烯单体并聚合成稳定、透明、无色塑料。1941~1945年道化学、孟山都化学、Farben等公司各自开发了自己的苯乙烯生产技术,实现了大规模工业生产。直到50年代和60年代苯乙烯(SM)生产技术发展已经成熟,70年代以后由于能源危机和化工原料价格上升以及消除公害等因素,进一步促进老工艺以节约原料、降低能耗、消除三废和降低成本为目标进行改进,取得了许多显著成果,使苯乙烯(SM)生产技术达到新的水平。除传统的苯和乙烯烷基化生产乙苯进而脱氢的方法外,出现里Halcon乙苯共氧化联产苯乙烯(SM)和
5、环氧丙烷工艺,其中环球化学∕鲁姆斯法的UOP∕Lummus的“SMART”SM工艺是最先进的,通过提高乙苯转化率,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;以氢氧化的热量取代中间换热,节约了能量;甲苯的生成需要氢,移除氢后减少了副反应的发生;采用氧化中间加热,由反应物流或热泵回收潜热,提高了能量效率,降低了动力费用,因而经济性明显优于传统工艺。(2)用途苯乙烯(SM)是合成高分子工业的重要单体,它不但能自聚为聚苯乙烯树脂,也易与丙烯腈共聚为AS塑料,与丁二烯共聚为丁苯橡胶,与丁二烯、丙烯腈共聚为ABS塑料,还能与顺丁希二酸酐、
6、乙二醇、邻苯二甲酸酐等共聚成聚酯树脂等。由苯乙烯(SM)共聚的塑料可加工成为各种日常生活用品和工程塑料,用途极为广泛。目前,其生产总量的三分之二用于生产聚苯乙烯,三分之一用于生产各种塑料和橡胶。世界苯乙烯(SM)生产能力在1996年已达1900万吨,目前全世界苯乙烯(SM)产能约为2150-2250万吨。 22化工系毕业论文(设计)①PS(聚苯乙烯)、ABS苯乙烯(SM)与丁二烯、丙烯腈共聚,其共聚物可用于生产ABS工程塑料;丙烯晴—丁二烯—苯乙烯②丁苯胶与丁二烯共聚可以生成乳胶(SBL)和合成橡胶(SBR);③AS树脂与丙烯腈共聚为AS树脂;④其他苯乙烯(S
7、M)也可用于生产其它树脂。此外,苯乙烯(SM)还被广泛用于制药、涂料、纺织等工业。1981年苯乙烯(SM)的年生产能力达到17.13Mt,其用途分配以见表1-2。表1-21980年世界苯乙烯(SM)的用途分配用途分配比例,%用途分配比例,%PS63SBR9ABS9其它树脂6AS1其它用途5SBL7(3)国内外概况2000年,共生产2930万吨/年,其中美国600万吨/年,中国55万吨/年。1.2各种苯乙烯(SM)生产工艺及比较目前苯乙烯(SM)主要由乙苯转化而成,可通过如下四条工艺路线进行。1.2.1苯乙酮法较早采用苯乙酮法生产苯乙烯,其步骤主要分为氧化、还原和
8、脱水三步,方程式如下:该
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