任务点 生产工艺路线选择 一.乙苯性质及应用 1.理化特性
主要成分： 纯品 外观与性状： 无色液体，有芳香气味。 熔点(℃)： -94.9 沸点(℃)： 136.2
相对密度(水=1)： 0.87 相对蒸气密度(空气=1)： 3.66 饱和蒸气压(kPa)： 1.33(25.9℃) 临界温度(℃)： 343.1 临界压力(MPa)： 3.70 辛醇/水分配系数的对数值： 3.15 闪点(℃)： 15 引燃温度(℃)： 432 爆炸上限%(V/V)： 6.7 爆炸下限%(V/V)： 1.0
溶解性： 不溶于水，可混溶于乙醇、醚等多数有机溶剂。乙苯由于苯环上连有乙基，故使苯环活化，比苯更容易发生化学反应。乙苯可以被硝化，也能被磺化。和高锰酸钾反应，产生苯甲酸。 2.性质与稳定性
能溶解氯化橡胶、天然橡胶、丁基橡胶、聚偏二氯乙烯等则不溶。对金属无腐蚀性。对酸碱比较稳定。 3.作用
主要用于生产苯乙烯，进而生产苯乙烯均聚物以及以苯乙烯为主要成分的共聚物（ABS，AS等）。乙苯少量用于有机合成工业，例如生产苯乙酮、乙基蒽醌、对硝基苯乙酮、甲基苯基甲酮等中间体。在医药上用作合霉素和氯霉素的中间体。也用于香料。此外，还可作溶剂使用。 二.生产乙苯路线的比较 生产方法 原料来源 传统AlCl苯与乙烯烷基化反应 液相 Alkar法 浓度低达8%～10%(质量分数)的乙1
用负载在A1203的上反应在产生CO2等污染气体 3 液态芳烃 气态乙烯 液态催化剂配合物 AlCl3-HCl 低温、低压、碱洗后产生大安全 量含有氢氧化乙烯的转化率接近100%，乙苯的收率较技术生较落后现使用范围小 催化剂性能 安全性分析 环保分析 经济型分析 技术先进性 乙苯
铝淤浆的废水，高，循环苯和乙苯的量加上废催化剂，较小，反应介质的腐蚀造成了严重的环境污染。 性强，设备造价与维修费用高以及反应产物有机相经水洗 催化剂活性高、寿命长，乙苯选择性好、无腐蚀无污染、流程简短、能耗小，可用于低浓度乙烯的综合利用，催化剂制备条件苛刻，费用也较贵 未能大范围投入工业化 100℃～150℃和2.5～BF3为催化剂 3.5MPa下进行较安全 苯 苯 CDTech 乙烯 苯 Y型分子筛催化剂 较安全 工艺条件操作缓和、无腐蚀、能能耗低、腐蚀小 Mobi气相 l-badger气相法 乙烯(10%～100%) 苯 苯 苯与乙醇制乙苯 乙醇 新型低温型反烃化催化剂，分子筛催化剂E2000 较安全 来源丰富、运输和储备的乙醇 一步法合成乙苯新工艺，未大范目应用 ZSM-5高硅沸石催化剂 压力: 2.2MPa度: 390-428C较安全 原科单耗相对较低，装置投资和能耗相对较高 1977年技入工业化 大范围使用中 未能大范围投入工业化 我组决定选用传统AlCl3法，因为乙烯的转化率接近100%,乙苯的收率较高,循环苯和乙苯的量较小;苯与乙烯的烷基化反应和多乙苯的烷基转移反应可在同一台反应器中完成，低温、低压、安全。 二．乙苯的生产原理 1.反应原理
控制苯和烯烃用量比，减少烷基苯和多烷基苯的生成。 任务点生产工艺条件影响因素分析
在乙苯生产过程中，影响乙苯生成的因素很多，比如：温度、压力、催化剂、空速、气体组分等。 1.温度
苯与乙烯的烷基化反应，烷基化反应为放热反应。按热力学计算，温度在50～250℃范围内，其平衡常数K值都很大，主、副反应的平衡转化率几乎接近100%。
如果只考虑平衡的关系，则反应温度选定50℃即可，但实际上，温度偏低，反应速度太慢，很难在较短时间内达到平衡产率。 2
提高反应温度，虽可以加快乙基化的反应速度，但不利于烯烃的吸收(本质结果就是转化率低)。
反应是放热反应，根据实践经验。选定与苯沸点相近的温度，即80℃左右较为适宜一沸腾气化移走反应热。烷基化反应的最宜温度为80～100℃ (考虑终合物催化剂的热稳定性及防腐材料的耐热性)。工业上控制在95C左右 2.原料配比
由图可知，乙苯的生成量随乙烯对苯摩尔比的增加而增加，多乙苯的生成量也相应随之提高。当原料配比超过0.6时，乙苯生成量的增加不显著，而多乙苯生成量却显著加大。所以乙烯对苯的摩尔比以0.5～0.6为宜(当有多乙苯循环使用时，这个比例数应当是原料混合物中烷基和苯核的比值)。 3.原料纯度
原料乙烯中所含的硫化氢、乙炔、一氧化碳及含氧化物(如乙醚、乙醛)等必须清除，因为它们能破坏催化剂络合物或使催化剂钝化，引起催化剂中毒或失活。另外，乙烯中所含丙烯、丁烯等高级烯烃也应除去，
因为它们比乙烯更易进行烷基化反应，使烷基化产物复杂化，造成分离困难，且增加原料的消耗量。 原料苯中的硫化物同样是烷基化反应催化剂的毒物，因此要求苯中硫的总质量含量应小于0.1％。苯中若含有甲苯，在三氯化铝作用下容易生成甲乙苯，这给乙苯的分离带来了困难，且增加原料乙烯的消耗，故应严格控制其含量。苯中若含有过量水，可将三氯化铝水解产生氯化氢，对设备有腐蚀作用；产生的氢氧化铝沉淀会造成管道和设备堵塞。如果起助催化作用的氯化氢是由苯中所带水分使AlCl3进行适量水解产生，则苯中含水量一定要精确计算，不可过量太多，一般含水量应小于500～700mg／kg。 4.压力
反应压力/MPa 乙烯转化率/% 1.5 1.7 1.9 97.47 97.80 98.29 乙苯选择性/% 93.58 93.96 93.87 由上表可以看出 ，压力对反 应的影响十分显著，即随反 应压力的增加，乙烯转化率明显增加。反应压力增加有利于乙烯在液相中的溶解吸收，而乙烯在液相中的溶解吸收是整个过程的控制步骤，所以烷基化反应相应加快，乙烯转化率提高。 5.催化剂
工业上常用的催化剂是AlCl3，该催化剂活性高，可在100℃以下反应，且具有使多烷基苯与苯发生烷基转移的催化作用，在氯乙烷存在下使烷基化反应更有效进行，所以又称氯乙烷为活化剂。也可加入少量水使生成少量HCl作助催化剂。使用AlCl3催化剂的主要缺点是对设备的腐蚀性很大，但由于AlCl3价廉易得，催化活性高，所以工业上仍广泛采用。
在实际生产中，配制催化剂时，必须注意催化剂AlCl3用量和助催化剂氯化氢的来源。生产上助催化剂氯3