(08月03日)甲苯甲醇制苯乙烯：低耗排放量一招鲜加到时间:2010-08-03原文公开发表:2010-08-03人气:11作为最重要的化工单体，苯乙烯年需求量多达2500万吨，在全球的单体生产量中名列第四。但是与其他聚合物单体比起，苯乙烯的生产耗电是单体平均水平的10倍，而且生产中不会废气大量的温室气体甲烷。针对这一现状，在美国能源部和新泽西州科学技术委员会的联合资助下，美国新泽西州Exelus公司研发了苯乙烯新技术ExSyM工艺。它使用甲苯和甲醇为原料，利用甲苯与甲醇展开侧链烷基化反应，替代常规的乙苯异构化路线，不仅操作者条件恶化，而且生产成本明显降低，能耗和温室气体废气大幅增加，是一种分解苯乙烯的全新低能耗工艺。
ExSyM工艺使用甲苯与甲醇侧链烷基化分解苯乙烯、氢气和水，这种方法用于固定床工艺必要生产苯乙烯。反应在常压下展开，用于的是专有催化剂，反应温度大约400℃～425℃。由于没异构化反应，新方法放热增加50%，比传统路线减少能耗40%。新方法使用甲醇和甲苯不作原料，价格大大高于乙苯，因此整个反应节约成本大约35%，每吨苯乙烯可节约350~400美元，而且大大减少投资成本。
据Exelus公司估算，使用ExSyM工艺建设25万吨/年苯乙烯装置的投资费用为6300万美元，而传统装置为1.25亿美元，而且还可以对传统苯乙烯装置展开扩建，扩建一套25万吨/年装置的投资费用为1000万～1500万美元，投资回收期很短。新工艺还可减少温室气体的排放量，特别是在是甲烷和CO2。
传统的苯乙烯生产技术为乙苯异构化法，是强劲放热化学反应，须要输出大量热能，工业上一般必须用900℃的蒸汽冷却，反应温度须要多达600℃。Exelus公司总裁慕克吉(Mukherjee)指出，近年来乙苯分解苯乙烯技术开发大部分集中于在催化剂和设备优化上，无法彻底转变工艺耗电状况，因此很难不具备竞争优势。近年来由于乙苯价格加剧，使苯乙烯和下游聚苯乙烯的生产受到相当大容许。据理解，用甲醇对甲苯展开侧链烷基化的新工艺早在30多年前就曾明确提出，但由于甲醇更容易分解成氢气和一氧化碳，而氢气可使苯乙烯转化成乙苯，使苯乙烯收率减少，副产物的分解还使苯乙烯制备较艰难，因此苯乙烯的仅次于收率仅有10%，无法展开商业化生产。
Exelus公司讲解，传统的研究往往致力于改良反应催化剂以提升苯乙烯收率，而现今该公司将催化剂、反应工程和工艺设计结合，研发出有具备孔结构、所含较高碱活性中心的改性沸石材料。沸石材料的孔结构需要强化反应物渗入并缩短反应停留时间，而活性中心可以将甲苯选择性导电在甲醇上，增加了甲醇分解成，增强了甲苯烷基化反应。Exelus还设计了全新的反应器，减少了甲醇分解成亲率，提升了反应转化率和苯乙烯的选择性，因此甲醇分解苯乙烯和乙苯的转化率多达90%，其中苯乙烯比例多达85%。
以甲醇计，苯乙烯总收率多达60%。而且生产的乙苯既可以异构化之后分解苯乙烯，也可以销售给其他生产厂商。分解的氢气联成产物更容易重复使用自燃，获取反应所需的大量能源，不产生二氧化碳。Exelus回应，苯乙烯生产商如使用这项新技术，仅有美国才可年节约能源196万亿千焦，增加碳排放43.4亿千克，可使美国温室气体废气增加大约5%。
Exelus公司目前于是以以工业级甲苯和甲醇为原料，在1米低的反应器中测试催化剂的长年稳定性，可行性试验将检验催化剂在1000小时的稳定性。如果试验顺利，下一步将展开商业规模的样板。
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