毕业设计—苯乙烯装置工艺基础知识培训教材.doc(2)

从近期的发展情况看，除乙二醇未来消费仍保持在 8% 以上外， 其他产品消费乙烯的增速均明显下降，其中，聚乙烯增速下降到 5% 左右，苯乙烯消耗乙烯的增速下降到 4% ， pvc 增速更是下降到 1% 左右。电器等ldpe低密度聚乙烯low density polyethylene ldpe 包装胶袋,胶花,胶瓶电线,包装物等hdpe高密度聚乙烯high density polyethylene hdpe 包装,建材,水桶,玩具等eva乙烯-醋酸乙烯脂 ethylene-vinyl acetate eva 鞋底,薄膜,板片,通管,日用品等lldpe是线型低密度聚乙烯。运输用容器，食品与饮料周转箱，包装薄膜，重包装 袋.捆扎材料及工具量具盒、公文箱、珠宝盒，乐器盒等各种盒类。

中国可发泡性聚苯乙烯主要消费领域是包装材料（包括家电产品中的缓冲材料），占总消费量的55.3%，其它应用于建筑用保温材料和一次性餐盒等，其中建筑材料约占33.1%。包装材料是EPS最大的应用领域，主要包括家用电器包装中的缓冲材料、精密仪器包装以及其它易碎产品的包装等。近年来国内家用电器产品的产量大幅增加，使得国内对EPS缓冲材料的需求增加很快。2008年全国包装材料用EPS产品达到了74.4万吨。建筑用保温材料主要应用于墙体保温和隔音，在国外一般采用硬质聚氨酯材料。我国建筑大规模采用保温隔音材料始于20世纪90年代，在建筑中添加夹层使得房屋具有明显的保温和隔音作用，近几年EPS在建筑、工业领域越来越令人瞩目，特别是在南方软底路基上，使用EPS泡沫对路基处理作用明显。2008年国内建筑行业共消费EPS泡沫44.6万吨，约占EPS总消费量的33.1%。 图1-2 2008年中国EPS树脂消费结构1.1.2 ABS和SAN在我国年产万吨苯乙烯生产 设计任务书 粗苯乙烯蒸馏塔，ABS和SAN树脂是仅次于聚苯乙烯（PS）的第二大苯乙烯衍生物。ABS由丙烯腈（Acrylonitrile）、丁二烯（Butadiene）和苯乙烯（Styrene）共聚生成，SAN由苯乙烯和丙烯腈共聚生成。

ABS具有较好的抗冲强度、良好的耐油性、耐水性和化学稳定性，耐寒性能良好，电性能良好，其绝缘性很少受温度、湿度的影响。ABS主要用于生产工程塑料制品，可以用于制作各种工业和家用电器外壳、内筒和部件，汽车（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等）和飞机的仪表部件；ABS的强度很高，密度小，也可以用来制作汽车保险杠。国内ABS的品种相对较全，如电器外壳用、汽车用ABS、增强ABS、高光泽ABS等国内均能够生产。中国石化只有高桥石化拥有一套产能20万吨/年的ABS生产装置，该装置自2007年投产以来，其产品品种和质量相对较好。近年来我国ABS消费保持了较高的增速，特别由于计算机、汽车等产业的高速发展，市场对ABS的需求不断提高。2002～2007年年均增长率为11.2%，2008年国内ABS树脂的消费量为334.6万吨。 图1-3 2008年中国ABS树脂消费结构中国ABS树脂消费主要集中在家用电器领域。一是家用电器，从2008年国内情况看，国内主要家用电器的产量仍保持较快增长，其中电冰箱的产量为4757万台，冰柜产量为1178万台，空调器产量为8307万台，微波炉产量为7321万台，组合音响产量为5409万台，这些产品的外壳、控制面板及装饰件主要采用ABS来制造，2008年消耗ABS树脂约为107万吨，占ABS消费总量的32%。

二是办公机械设备消耗，据统计，2008年国内微型计算机产量为14703万台、传真机产量为770万台，电话机产量为14208万部，复印机产量为584万台，2008年办公机械设备共消耗ABS树脂58万吨，约占其总消耗的18%。三是其它电器，包括计算器、食品加工机、电动剃须刀、寻呼机、手机、充电器、电吹风、各种数码产品等。随着科技的进步，电子及电器产品越来越趋向于小型化、多样化，ABS树脂在小电器领域的应用范围也不断扩大。ABS树脂消费另一主要用途在交通运输行业中，主要用在汽车、摩托车的仪表板、车轮罩、散热器隔栅、空调器、行李箱、手柄等部件及车用物品上，2008年汽车行业消耗ABS树脂22.7万吨，约占ABS消费量的6.8%。另外，日用品领域消耗ABS树脂也有应用，其产品主要有箱包、玩具、管板材等。中国是玩具和箱包出口大国，其中电子游戏机、玩具乐器、玩具模型等均大量使用ABS树脂。SAN树脂是一种坚硬、透明的材料，具有良好的尺寸稳定性、耐候性、耐热性、耐油性、抗震动性和化学稳定性。SAN的典型应用领域有家用电子、电器配件（插座、电器壳体、厨房器械、冰箱装置、风扇叶片、电视机底座等）、日用商品（卡带盒、打火机外壳、玩具、餐具、食品刀具等）、汽车工业（蓄电池壳、车头灯盒、反光境、仪表盘等）。

1.1.3 丁苯橡胶SBR苯乙烯与丁二烯通过溶液聚合或乳液聚合可生产丁苯橡胶。丁苯橡胶是目前合成橡胶中能代替天然橡胶的一种产量最多的通用橡胶，主要用于制造汽车轮胎。1.1.4 不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂也是苯乙烯的一大消费领域，主要用于生产玻璃钢制品、涂料和建筑材料等。1.1.5 苯乙烯系热塑性弹性体苯乙烯系热塑性弹性体主要包括苯乙烯-顺丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS）以及相应的加氢产物SEBS和SEPS等，我国的产品主要为SBS产品。SBS具有独特的物理和机械性能，在制鞋、塑料改性、沥青改性、粘合剂、防水涂料、液封材料、电线、电缆、汽车部件、医疗器械部件、家用电器以及办公自动化等方面具有广泛的应用。1.1.6 其它方面在其它方面，苯乙烯还用于生产农药、医药、离子交换树脂等。目前世界苯乙烯的消费结构为：聚苯乙烯约占总消费量的63.2%，ABS/SAN树脂约占总消费量的14.9%，SBR及胶乳约占总消费量的9.7%，不饱和树脂约占总消费量的 4.3%，苯乙烯共聚物（包括SBS、苯乙烯和丙烯腈共聚物等）约占总消费量的2.0%。在苯乙烯主要的下游衍生物中，全球消费增长最快的领域将是ABS/SAN，其年均增长率将达到6.2%，其次是苯乙烯共聚物，消费量的年均增长率将达到5.7%。

由于苯乙烯下游产品消费的强劲增长，世界苯乙烯生产快速发展，1999年世界苯乙烯的生产能力只有2169.8万吨/年，2006年增加到2995.4万吨/年，2011年全球产能将达到3600万吨/年。2006年世界苯乙烯实际产量为2603.0万吨，预计到2011年，全球苯乙烯总消费量将达到3097.6万吨。目前，我国约有60%的苯乙烯用于生产聚苯乙烯（PS）和发泡聚苯乙烯（EPS），17%用于生产ABS，23%用于生产其它产品。未来几年由于终端产品的合理化和PS替代产品的出现，我国PS和EPS消费增速将有所放缓，而ABS树脂和丁苯橡胶（SBR）的需求将迅速增长。预计SBR消费将以两位数速率增长，年增长率将超过25%；ABS的市场需求增长率将达到8.6%。预计2010年我国SBR对苯乙烯的消费量将达到25万吨，ABS对苯乙烯的消费量将超过100万吨。由于国内需求的巨大缺口和持续强劲的增长，虽然我国苯乙烯的产能增速明显，但依然没有改变供不应求的局面，苯乙烯的进口依然高达60%左右，近几年我国苯乙烯的进口量见表1-1。表1-1 2003～2008我国苯乙烯进口统计表年份200320042005200620072008进口量/万吨266.06288.90281.20234.30310.14281.07从长远来看，虽然世界苯乙烯的生产能力已经出现了过剩的态势，但随着中国消费量的不断增加，我国苯乙烯装置的投资继续呈快速增长态势，到2010年，我国苯乙烯市场供需矛盾将得到根本缓解，供需将基本平衡或略有缺口。

二苯甲烷二异氰酸酯(mdi)是聚氨酯工业重要的原料之一.本文对以碳酸二甲酯为原料非光气合成二苯甲烷二异氰酸酯的绿色工艺进行了研究.首先探讨了苯氨基甲酸甲酯(mpc)缩合反应生成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(mdc)的工艺过程及影响因素,选择甲醛为反应甲基化试剂,固体酸为催化剂,二乙二醇二乙醚为溶剂.研究表明:a35大孔酸性树脂对mdc的合成具有较好的催化效果,其较优的工艺条件为:温度100℃,原料配比n(mpc)/n(甲醛)=6,催化剂用量10％,反应时间4h.此时,mpc的转化率可达36.3％,mdc的收率可达59.5％.缩合反应后的产物经减压蒸馏,分离提纯后可得到纯度95％以上的mdc.mdc受热分解生成mdi.研究表明:在加热过程中,mdc首先分解放出ch30h,生成mdi,然后继续热分解放出co2,生成胺类物质.金属锌可降低mdc的热分解温度,抑制过度的热分解,提高mdc的选择性.以zn为催化剂,邻苯二甲酸二辛酯为溶剂,在温度260℃时催化热分解mdc,反应20min,mdi的收率为20.9％,纯度98％.。二、工业类1.电石法乙炔选择加氢制乙烯催化剂及反应工艺的研究主要完成单位: 石河子大学化学化工学院新疆兵团化工绿色过程重点实验室主要完成人员：代斌、魏忠、李江兵、赵令玉、徐彩霞、王绪根陈良、李宜辉、陈辰、吴刚、邵江峰成果简介：本项目以电石法乙炔为原料气进行催化选择加氢反应，提供一种新型的乙烯制备工艺，以期获得优良的反应效果，为进一步的工业化生产奠定良好的基础。该项目作为天津百万吨乙烯工程的对接项目，将承接大乙烯供应的乙烯、苯等产品，采用世界一流的生产装置和工艺生产苯乙烯，并利用苯乙烯深加工制造abs等产品。

该工艺可使用低浓度乙烯（例如催化干气）为原料，但对杂质含量要求严格。20世纪70年代UOP公司开发了Ebex法固体吸附剂连续逆流吸附进行乙苯分离的工艺，吸附剂为X或Y型沸石。从1990年开始，CDTECH公司与Lummus公司开始转让催化蒸馏制乙苯技术（CDTECH工艺），该工艺使用Y型分子筛作为催化剂，将烷基化反应器与苯汽提塔合二为一，可同时进行催化反应和精馏操作。20世纪70年代Mobil和Badger公司开发了气相分子筛乙苯生产工艺，该工艺采用ZSM-5型分子筛催化剂，完全避免了AlCl3催化剂带来的腐蚀和环境污染问题。20世纪80年代初Lummus、Unocal、UOP联合开发了以Y型分子筛为催化剂的液相法生产乙苯工艺。20世纪80年代，中科院大连化学物理研究所开发了择形分子筛沸石催化剂，可以用乙烯含量低的催化干气作为原料在气相条件下生产乙苯，并且催化干气不需要精制。以上这些乙苯生产工艺的主要差别在于所使用的催化剂和能量利用率，A1Cl3法由于腐蚀性强及废水量大等缺点现己逐渐淘汰，目前国内工业化的苯乙烯装置中，乙苯生产主要采用液相分子筛、气相分子筛和催化干气法三种工艺，本书主要介绍这三种乙苯生产方法。

1）气相分子筛工艺气相分子筛工艺使用ZSM-5型分子筛催化剂，催化剂具有良好的活性，乙苯、多乙苯的选择性可达99.5%。烷基化反应器一般由六段催化剂床层串联组成，反应温度在400℃左右，反应压力为1.2～1.6MPa．，苯与乙烯在气相条件下进行烷基化反应，苯/乙烯质量比为18.5左右，乙烯转化率可在98%～99%之间。气相分子筛催化剂有效期约为2年，再生周期可达一年以上。气相分子筛生产乙苯工艺没有腐蚀，无污染，乙苯收率高，流程相对较短，投资较少。2）液相分子筛生产乙苯工艺液相分子筛工艺采用Y型、B型或MCM型分子筛催化剂，催化剂活性高，寿命可达3年以上，选择性较好，结焦率低。苯与乙烯在液相条件下发生烷基化反应生成乙苯，反应温度为200～270℃，反应压力为2.9～4.4MPa，苯/乙烯摩尔比为3～6，苯的单程转化率可达到30%，乙烯的转化率几乎为100%。苯与多乙苯在烷基转移反应器中发生烷基转移反应，反应压力为2.6～3.7MPa，，温度为170～275℃，苯/多乙苯摩尔比为3～15左右。中石化石油化工科学研究院开发了具有自主产权的液相分子筛催化制乙苯工艺技术，该工艺采用部分反应产物循环的流程布置，保证了乙烯的溶解和床层温升的控制，催化剂活性、稳定性良好，工艺流程简单，操作方便。