基本介紹
- 中文名：苯乙烯
- 英文名：Styrene
- 別稱：乙烯基苯
- 化學式：C8H8
- 分子量：104.15
- CAS登錄號：100-42-5
- EINECS登錄號：202-851-5
- 熔點：-30.6℃
- 沸點：146℃
- 水溶性：不溶於水
- 密度：0.909g/mL
- 外觀：無色透明油狀液體
- 閃點：31℃
- 套用：用於制聚苯乙烯、合成橡膠、離子交換樹脂等
- 危險品運輸編號：33541
- 自燃溫度：490℃
- 臨界溫度：369℃
- 臨界壓力：3.81MPa
- 燃燒熱：4376.9kJ/mol
- 飽和蒸氣壓：1.33kPa（30.8℃）
- 體膨脹係數：0.00097（K-1）
分子結構,物理性質,生產方法,絕熱脫氫工藝,幾種生產工藝的優劣比較,提純保存,危險性,應急處理,急救措施,消防措施,泄露應急處理,操作處置,操作注意事項,儲存注意事項,控制防護,環境標準,理化特性,生態學作用,運輸信息,法規信息,安全信息,主要用途,物質毒性,急性毒性,刺激性,
分子結構
1、摩爾折射率：37.17
2、摩爾體積（cm3/mol）：115.3
3、等張比容（90.2K）：272.2
4、表面張力（dyne/cm）：30.9
5、介電常數：2.35
6、偶極距（10-24cm3）：
7、極化率：14.73
物理性質
折射率：1.5467
飽和蒸氣壓：0.7kPa（20℃）
溶解性：不溶於水，溶於乙醇及乙醚。
燃燒熱：-4376.9kJ/mol
臨界溫度：369℃
臨界壓力：3.81MPa
溶解性：0.3 g/L（20℃）
生產方法
乙苯催化脫氫法
乙苯在催化劑作用下，達到550～600℃時脫氫生成苯乙烯：
乙苯脫氫是一個可逆吸熱增分子反應，加熱減壓有利於反應向生成苯乙烯方向進行。工業上採用的方法是在進料中摻入大量高溫水蒸氣，以降低烴分壓，並提供反應所需的部分熱量，水蒸氣與烴的摩爾比（簡稱水比）視反應器類型的不同而異，範圍約在6～14之間。
①催化劑
早期採用的有美國加利福尼亞標準油公司的鎂系催化劑和德國法本公司的鋅系催化劑。第二次世界大戰後，廣泛採用美國殼牌石油公司開發的以氧化鐵為主要成分的催化劑(Fe2O3:K2O:Cr2O3=87:10:3)，乙苯轉化率約60%，選擇性約87%。1978年，又出現了一種加有多種助催化劑的鐵系催化劑，苯乙烯選擇性可達95%，加入的助催化劑多為鹼金屬或鹼土金屬，如鉀、釩、鉬、鎢、鈰、鉻等。80年代工業上仍在繼續努力開發適用於低水比的催化劑，以節約能耗。
②反應器
乙苯脫氫反應器有等溫和絕熱兩種。等溫反應器為列管式，已很少採用。使用絕熱反應器時，反應所需的熱量由提高進料溫度(610～660℃)和加大水比(≈14)而帶入。但溫度過高將引起乙苯的熱裂解，通常採用徑向反應器，以減小氣體通過催化劑層的溫度降、壓力降，並分段引入過熱蒸汽，使軸向溫度分布均勻。
③工藝流程
包括乙苯脫氫和苯乙烯精餾分離兩部分。乙苯在反應器內轉化率約在35%～40%，脫氫液約含乙苯55%～60%，苯乙烯35%～40%以及少量苯、甲苯及焦油等。用精餾方法可分出苯乙烯成品。由於乙苯和苯乙烯的沸點比較接近，分離時所需塔板數較多，而苯乙烯在較高溫度下又極易聚合。為了減少聚合反應的發生，除加對苯二酚或硫等阻聚劑外，尚需採用減壓操作，並使用塔板效率高、阻力小的新型塔器或新型高效填充塔，使塔釜溫度不超過90℃。
絕熱脫氫工藝
目前技術最為成熟、最具發展的負壓絕熱脫氫 工藝為 Lummus 技術和 Fina 技術。
（1）Lummus 技術 Lummus 的 CLASSIC SM 技術，通過過熱水蒸氣 為熱載體，採用具有級間二次加熱的兩級串聯負壓 徑向固定床反應器。第一反應器進口設有靜態混合 器，第二反應器內部設定中間換熱器，用高溫水蒸 氣同反應物料間接換熱補充熱量。設有一組三級組 合式低壓降臥式換熱器，回收反應器流出物料的熱 量並發生蒸汽。脫氫反應溫度 620～640 ℃，脫氫 反應壓力 40～56 kPa。 脫氫液分離為四塔流程,分別為（苯+甲苯+乙 苯）/苯乙烯塔、（苯+甲苯）/乙苯塔、苯/甲苯塔、 苯乙烯精餾塔。苯乙烯經歷兩次加熱過程，乙苯、 苯乙烯分離塔塔頂操作壓力為 24 kPa，塔釜溫度為 106 ℃。
（2）Fina 技術 ATOFINA 技術以過熱蒸汽為熱載體，採用具有 級間二次加熱的兩級串聯負壓徑向固定床反應器。 二台反應器之間設外置式中間換熱器，補充熱量。 設有一組三級組合式立式換熱器，回收反應器流出 物料的熱量並發生蒸汽及蒸發乙苯。脫氫反應溫度 615～635 ℃，脫氫反應壓力 43～68 kPa。 脫氫液分離為四塔流程，分別為（苯+甲苯）/ （乙苯+苯乙烯）塔、乙苯/苯乙烯塔、苯/甲苯塔 （該塔併入苯烴化工段）、苯乙烯精餾塔。苯乙烯經 歷三次塔釜加熱過程，乙苯、苯乙烯分離塔塔頂操 作壓力為 10.7 kPa，塔釜溫度為 89 ℃。
（3）國內技術 中國的苯乙烯工業起始於 20 世紀 60 年代，在 80 年代主要已引進國外苯乙烯裝置來發展自身規 模，90 年代華東理工大學開發了乙苯負壓脫氫反 應器採用軸徑向反應器技術和氣-氣快速混合兩大 關鍵技術。近年國內苯乙烯技術取得了較大的突破， 開發成功了新型大型化反應器以及高溫管線的工程 處理，形成了獨特的技術特色，主要技術指標完全 形成國內領先水平，形成了自主智慧財產權。先後在 撫順石化公司 30 kt/a、蘭州石化公司 60 kt/a、大連 石化公司 100 kt/a 規模的二段絕熱中間再熱式負壓 脫氫裝置和撫順石化公司 60 kt/a 的三段絕熱中間再 熱式乙苯負壓脫氫裝置、江蘇雙良公司 150 kt/a、江 蘇東昊公司 150 kt/a、齊魯石化公司 200 kt/a 的苯 乙烯裝置中獲得成功。具有良好的工業套用前景。
乙苯共氧化法
苯乙烯也通過POSM法進行商業化生產，以乙苯和丙烯為原料，得到苯乙烯和環氧丙烷。在該生產路線中，乙苯被氧氣氧化生成乙苯的過氧化物，之後，該過氧化物被用來氧化丙烯，得到1-苯基乙醇和環氧丙烷。最終，1-苯基乙醇脫水後就可以得到苯乙烯。
此法的特點是生產每噸苯乙烯的同時，可聯產0.4t環氧丙烷。它既不需脫氫法那樣的高溫，又可避免氯醇法生產環氧丙烷的污染問題。但反應複雜、副產物多、工藝過程長，乙苯單耗較脫氫法高。
幾種生產工藝的優劣比較
（1）乙苯氧化脫氫技術，其優勢是：以反應熱 代替中間換熱而使得工藝耗能降低；減少乙苯返回 量，提高裝置產能；裝置整體改造容易、投入不高； 減少副反應的生成；苯乙烯選擇性不變的前提下， 乙苯轉化率提高等特點。其缺點是：氫與反應物混 合後濃度需控制在爆炸極限以內，使得工藝把控嚴 格；同時過量的氧氣又會是使得催化劑選擇性下降； 高的乙苯轉化率也會伴隨著副產物的增多。總體來 說此項工藝在裝置擴能中發揮更大作用。
（2）乙苯共氧化法，其優勢在於： 此工藝可以在生產苯乙烯產品的同時得到環氧丙烷；工藝可降低反應溫度，節約生產能耗，同時也 滿足了環境友好型工業的要求。但這項工藝缺點也 是明顯的：工藝流程和反應相對繁長；一次性投入等：苯乙烯現狀及工藝技術成本相對偏高；產物中副產物多導致苯乙烯的收率 不高；相比於乙苯脫氫技術，各項消耗都比較大。 綜合考慮環保因素和此工藝聯產環氧丙烷適宜建大 規模生產裝置，乙苯氧化脫氫技術在建設環境友好 型工業中有其自身特有的發展空間。
（3）乙苯絕熱脫氫工藝，其優勢是苯乙烯的產 量高。其缺點是反應溫度高，且蒸汽消耗大。但總 體是較好的生產工藝手段，適用廣泛。
提純保存
苯乙烯中主要的阻聚劑是對苯二酚，可以通過減壓蒸餾除去。先用10%NaOH洗一到兩次，再用水洗直至檢測到水為中性，用無水硫酸鎂乾燥一夜，過濾以後再減壓蒸餾。用水泵一直抽，溫度大約為68-70度。純的苯乙烯是無色液體，如果聚了會變成淡黃色，並且液體黏度也會變大，所以需要低溫保存。
危險性
健康危害： 對眼和上呼吸道黏膜有刺激和麻醉作用。急性中毒：高濃度時，立即引起眼及上呼吸道黏膜的刺激，出現眼痛、流淚、流涕、噴嚏、咽痛、咳嗽等，繼之頭痛、頭暈、噁心、嘔吐、全身乏力等；嚴重者可有眩暈、步態蹣跚。眼部受苯乙烯液體污染時，可致灼傷。慢性影響：常見神經衰弱綜合症，有頭痛、乏力、噁心、食慾減退、腹脹、憂鬱、健忘、指顫等。對呼吸道有刺激作用，長期接觸有時引起阻塞性肺部病變。皮膚粗糙、皸裂和增厚。
環境危害： 對環境有嚴重危害，對水體、土壤和大氣可造成污染。
燃爆危險： 本品易燃，為可疑致癌物，具刺激性。
應急處理
急救措施
皮膚接觸： 脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。
眼睛接觸： 立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。
吸入： 迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。
食入： 飲足量溫水，催吐。就醫。
消防措施
危險特性： 其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險。遇酸性催化劑如路易斯催化劑、齊格勒催化劑、硫酸、氯化鐵、氯化鋁等都能產生猛烈聚合，放出大量熱量。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源會著火回燃。
有害燃燒產物： 一氧化碳、二氧化碳。
滅火方法： 儘可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻，直至滅火結束。滅火劑：泡沫、乾粉、二氧化碳、砂土。用水滅火無效。遇大火，消防人員須在有防護掩蔽處操作。
泄露應急處理
應急處理： 迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，並進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。儘可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。
小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用不燃性分散劑製成的乳液刷洗，洗液稀釋後放入廢水系統。
大量泄漏：構築圍堤或挖坑收容。用泡沫覆蓋，降低蒸氣災害。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內，回收或運至廢物處理場所處置。
操作處置
操作注意事項
密閉操作，加強通風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴過濾式防毒面具（半面罩），戴化學安全防護眼鏡，穿防毒物滲透工作服，戴橡膠耐油手套。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸菸。使用防爆型的通風系統和設備。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、酸類接觸。灌裝時應控制流速，且有接地裝置，防止靜電積聚。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項
通常商品加有阻聚劑。儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。包裝要求密封，不可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類分開存放，切忌混儲。不宜大量儲存或久存。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。
控制防護
職業接觸限值
苯乙烯反應器
苯乙烯反應器中國PC-TWA(mg/m3)： 50；PC-STEL(mg/m3)： 100
前蘇聯MAC(mg/m3)： 5
TLVTN： OSHA 100ppm; ACGIH 50ppm，213mg/m3[皮]
TLVWN： ACGIH 100ppm，426mg/m3[皮]
監測方法： 氣相色譜法
工程控制： 生產過程密閉，加強通風。
呼吸系統防護： 空氣中濃度超標時，建議佩戴過濾式防毒面具（半面罩）。緊急事態搶救或撤離時，建議佩戴隔離式呼吸器。
眼睛防護： 一般不需要特殊防護，高濃度接觸時可戴化學安全防護眼鏡。
身體防護： 穿防毒物滲透工作服。
手防護： 戴橡膠耐油手套。
其他防護： 工作現場禁止吸菸、進食和飲水。工作完畢，淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。
環境標準
1.中華人民共和國國家職業衛生標準GBZ2.1-2007 工作場所有害因素職業接觸限值化學有害因素
苯乙烯的時間加權平均容許濃度PC-TWA 50mg/m3 ，短時間接觸容許濃度PC-SETL100mg/m3。
2.中華人民共和國國家標準惡臭污染物排放標準GB14554-93
惡臭污染物廠界標準值是對無組織排放源的限值，1994年6月1日起立項的新、擴、改建設項目及其建成後投產的企業執行二級、三級標準中相應的標準值。
苯乙烯（mg/m3）一級3；二級 新擴改建5，現有7； 三級 新擴改建14， 現有17 。
3.苯乙烯的治理方法為噴淋系統+活性炭吸附即可去除，其治理效率高。
理化特性
主要成分： 含量: 一級≥99.5%;二級≥99.0%。
外觀與性狀： 無色透明油狀液體。
非極性有機物
相對蒸氣密度(空氣=1)： 3.6
飽和蒸氣壓(kPa)： 1.33(30.8℃)
燃燒熱(kJ/mol)： 4376.9
臨界溫度(℃)： 369
臨界壓力(MPa)： 3.81
辛醇/水分配係數的對數值： 3.2
閃點(℃)： 34.4
引燃溫度(℃)： 490
爆炸上限%(V/V)： 6.1
爆炸下限%(V/V)： 1.1
溶解性： 不溶於水，溶於醇、醚等多數有機溶劑。
主要用途： 用於制聚苯乙烯、合成橡膠、離子交換樹脂等。
生態學作用
該物質對環境有嚴重危害，應特別注意對地表水、土壤、大氣和飲用水的污染，對水生生物應給予特別注意。由於其揮發性強，在大氣中易被光解，也可被生物降解和化學降解，即能被特異的菌叢所破壞，亦能被空氣中的氧所氧化成苯甲醚、甲醛及少量苯乙醇。
運輸信息
危險貨物編號： 33541
UN編號： 2055
包裝類別： O53
包裝方法： 小開口鋼桶；薄鋼板桶或鍍錫薄鋼板桶（罐）外花格箱；安瓿瓶外普通木箱；螺紋口玻璃瓶、鐵蓋壓口玻璃瓶、塑膠瓶或金屬桶（罐）外普通木箱；螺紋口玻璃瓶、塑膠瓶或鍍錫薄鋼板桶（罐）外滿底板花格箱、纖維板箱或膠合板箱。
運輸注意事項： 鐵路運輸時應嚴格按照鐵道部《危險貨物運輸規則》中的危險貨物配裝表進行配裝。運輸時運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。夏季最好早晚運輸。運輸時所用的槽（罐）車應有接地鏈，槽內可設孔隔板以減少震蕩產生靜電。嚴禁與氧化劑、酸類、食用化學品等混裝混運。運輸途中應防曝曬、雨淋，防高溫。中途停留時應遠離火種、熱源、高溫區。裝運該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置，禁止使用易產生火花的機械設備和工具裝卸。公路運輸時要按規定路線行駛，勿在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。嚴禁用木船、水泥船散裝運輸。
法規信息
法規信息 化學危險物品安全管理條例 (1987年2月17日國務院發布)，化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發[1992] 677號)，工作場所安全使用化學品規定 ([1996]勞部發423號)等法規，針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定；常用危險化學品的分類及標誌 (GB 13690-92)將該物質劃為第3.3 類高閃點易燃液體。
安全信息
RTECS號：WL3675000
危險品標誌：Xn
風險術語：R10
主要用途
最重要的用途是作為合成橡膠和塑膠的單體，用來生產丁苯橡膠、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯；也用於與其他單體共聚製造多種不同用途的工程塑膠。如與丙烯腈、丁二烯共聚製得ABS樹脂，廣泛用於各種家用電器及工業上；與丙烯腈共聚製得的SAN是耐衝擊、色澤光亮的樹脂；與丁二烯共聚所製得的SBS是一種熱塑性橡膠，廣泛用作聚氯乙烯、聚丙烯的改性劑等。
苯乙烯主要用於生產苯乙烯系列樹脂及丁苯橡膠，也是生產離子交換樹脂及醫藥品的原料之一，此外，苯乙烯還可用於製藥、染料、農藥以及選礦等行業。
物質毒性
急性毒性
LD50：5000 mg/kg(大鼠經口)
LC50：24000mg/m3，4小時(大鼠吸入)
刺激性
家兔經眼： 100mg，重度刺激。家兔經皮開放性刺激試驗： 500mg，輕度刺激。
