本期我们来说一下聚苯乙烯中的单体也就是苯乙烯的合成。苯乙烯是一种相当重要的聚合物单体，除了合成乙苯之外，它还被用来合成ABS和丁苯橡胶。
abs塑料所谓ABS是丙烯腈，丁二烯以及苯乙烯的三元共聚物，最早出现于年。这三种成分中丙烯腈提供了材料的耐热性能和耐腐蚀性，丁二烯使材料具有韧性，苯乙烯则为材料提供塑性。这三种原料的相对含量可以变化，满足各种不同的需求。
苯乙烯有多种合成方法但目前的主要来源还是乙苯脱氢。这也导致乙苯成为了除了对二甲苯之外另一个重要的芳烃产品。乙苯的来源大致有两种：首先在烷烃裂解过程中就会生成乙苯，这部分乙苯可以通过芳烃抽提得到。另外由于在芳烃中苯的价值不高，产量过剩，因此也常用苯与乙烯进行烷基化得到乙苯，这也是后来苯乙烯需求量大增后的主流工艺。
FC烷基化反应在早期，苯的烷基化反应一般依靠FC烷基化反应进行，这种方法由于需要使用腐蚀性非常强的AlCl3作为催化剂，对于装置和管道的选材有着极高的要求，在20世纪70年代后基本就被淘汰。目前的烷基化反应一般采用沸石分子筛催化剂，最初使用的工艺是气相法在℃以及2MPa条件下将苯与乙烯通过催化剂床层得到产品。后来到了20世纪90年代又开发出了液相法，通过增大反应压力到4MPa左右，保证反应在液相下进行，反应温度也降低到了℃左右。降低反应温度后，副反应就会被抑制，产物的收率就会得到提高。
解决乙苯来源后，我们再来看一看乙苯脱氢的反应。乙苯脱氢法最初出现于年，在几十年的改进中，各大厂商又推出了各具特色的工艺，典型的有UOP/Lummus法以及Fina/Badger法等等。
乙苯脱氢反应是一个反应前后体积增大的反应，而且是一个可逆吸热反应。研究表明温度越高越有利于转化率的提高，而反应体积增大则应该考虑整体反应在低压下进行。当然我们不能直接降低反应的压力，因为这个反应是含有有机物，反应也会产生氢气，如果在负压下操作，极有可能把氧气吸入反应器引发爆炸，因此工业上常常需要充入水蒸气来降低反应物以及反应产物的分压。
当然裂解反应还受到一系列副反应的影响，比较重要的就是乙苯在高温下可能直接裂解，变成苯，为了抑制裂解反应，我们需要催化剂的配合。催化剂一般采用氧化物催化体系，在20世纪30年代最初工业化的时候，采用的是Zn系催化剂.到二战以后，开始出现常见的Fe-K-Cr三元氧化物体系，其中铁氧化物是主催化剂，K2O调节催化剂酸度减少结焦，Cr2O3可以提高催化剂耐热性能。
反应温度同时有利于乙苯脱氢以及裂解，过程，提高反应速率与转化率，但不利于提高选择性一般在度左右。为了保证选择性，反应要求短停留时间这也导致了整体转化率低下，需要在出口对原料和产品进行分离，并对原料进行循环。
乙苯脱氢工艺流程乙苯脱氢反应器一般采用固定床反应器，由于反应需要高温，如何加热也就产生了等温外加热工艺以及绝热工艺的区别。等温外加热工艺采用高温烟道气通过换热管进行加热。而绝热工艺直接将水蒸气加热到度形成过热蒸汽带入反应器，为反应提供热量。绝热工艺设备结构简单，不需要为了增大换热面积制作复杂的列管结构，是目前乙苯脱氢的主流工艺。
除了乙苯脱氢工艺外，苯乙烯生产中还有少量可以副产环氧乙烷的哈康法又叫共氧化法。这种方法中乙苯首先于氧气反应，生成乙苯过氧化氢，然后将其与丙烯反应生成α-甲基苯甲醇与环氧乙烷。随后α-甲基苯甲醇脱羟基生成苯乙烯。此外还有乙苯氧化脱氢以及以甲苯或苯为原料的直接合成法，但这些工艺都尚在研究之中。
下期预告：化工史话74：最重要的塑料——聚乙烯
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