文 献 综 述

研究背景、目的及意义

苯乙烯单体是石油化工的主要基础产品和重要的有机化工原料^【1】。苯乙烯是苯最大用量的衍生物， 也是最基本的芳烃化学品。苯乙烯主要用于生产聚苯乙烯（占其需求量约2/3），也可用于制取苯乙烯-丁二烯（丁苯）橡胶（SBR）、ABS 和苯乙烯-丙烯腈（SAN）树脂、不饱和聚酯等。此外，也是生产涂料、染料、合成医药的重要原料^【2】。

由于聚苯乙烯和ABS树脂等苯乙烯下游产品消费的强劲增长, 近年来世界苯乙烯的生产发展很快。1999 年世界苯乙烯的生产能力为21 698 kt ，2002 年增加到23 883 kt ，2003 年为24 631 kt ，2004年进一步增加到约25 880 kt^【3】；据美国析迈（CMAI）公司2008 年9 月6 日的分析预测， 鉴于低成本的中东生产商对市场的较大影响，全球到2013 年的苯乙烯市场将会使苯乙烯供过于求高达250 万吨/年^【2】。

我国大陆地区苯乙烯生产能力在0.9 Mt.左右, 远远不能满足需求。2001 年和2002 年分别进口苯乙烯1.6 Mt 和1.8 Mt, 2 003 年进口量更是高达2.3 Mt。随着国内城市建设、西部大开发道路建设对苯乙烯衍生物需求量的不断扩大, 未来几年内苯乙烯的需求量仍将大幅度增加^【4】。

苯乙烯分子式C₈H₈，分子量104.14，是无色透明带有强烈的令人不愉快气味的液体，易燃。比重，沸点145.2℃；闪点31℃（Cleveland开杯法），燃点490℃，爆炸极限1.1～6.1%（体积），蒸汽压1.3mmHg（13℃），粘度0.781厘泊（20℃）。能与乙醇、乙醚、丙酮、二硫化碳等各类烃类、氯代烷等互溶，不溶于水。在空气中受氧气的作用，容易产生聚合，还会生成苯甲醛和甲醛，在引发剂和热作用下聚合为聚苯乙烯；除聚合反应外，苯乙烯还能发生不饱和化合物的所用反应^【5】。

苯乙烯（Styrene）是人类可疑致癌物质（2B组）。苯乙烯主要通过呼吸道吸收，占总吸收量的89%，经皮肤和胃肠道可少量吸收^【6】。苯乙烯对男性有遗传毒性,且呈一定的剂量#8212;效应关系^【7】；有关苯乙烯的致突变、致畸作用已有不少报道^【8】。

从以上信息可以看出，苯乙烯是很重要的化工原料，而且具有一定的危害性，因此研究苯乙烯生产过程中的危险性及安全对策是很有意义并且十分必要。

苯乙烯生产的危险性和安全对策综述

目前，世界上生产苯乙烯的路线有3条：一是乙苯（EB）气相催化脱氢工艺，以乙苯为原料，借助氧化铁-铬或氧化锌催化剂，采用多床绝热或管式等温反应器，在蒸汽存在下脱氢为苯乙烯；二是用丙烯、乙苯过氧化制取环氧丙烷时的副产物；三是从蒸汽裂解热解汽油中用抽提蒸馏回收^【9】。由乙苯生产苯乙烯的工艺主要有乙苯催化脱氢法、乙苯丙烷共氧化法、乙苯氧化脱氢法、苯乙酮法等。但迄今为止，最早发展的乙苯催化脱氢法一直处于主导地位，90%以上的苯乙烯产品由该法生产而得^【10】。目前典型的生产工艺主要有Fina/Badger 工艺、ABB Lummus/UOP 工艺以及BASF 工艺等。乙苯负压脱氢制苯乙烯是苯乙烯生产的先进方法，其核心技术是乙苯负压脱氢制苯乙烯反应器^【11】。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, 突破了国外技术垄断, 形成了自主知识产权^【12】。