苯乙烯用什么材料阀门

1. 乙烯催化脱氢制苯乙烯实验的原理是什么

乙苯脱氢制备苯乙烯实验讲义

苯乙烯是重要的高分子聚合物单体，是能够进行自由基、阴离子、阳离子、配位等多种机理聚合的少有单体，主要用于生产聚苯乙烯。此外，还可与其他单体共聚得到共聚树脂，如与丙烯腈、1,3-丁二烯共聚可制备ABS 工程塑料，与1,3-丁二烯共聚可制备丁苯橡胶，与丙烯腈共聚得到AS 树脂等。目前其工业制备方法主要是乙苯催化脱氢，此方法最早由美国陶氏（Dow ）公司开发，其产量约占总产量的90%。此外，在制药、农药合成、选矿、燃料等领域也有应用。了解其制备过程和实验室操作方法，对改进生产工艺有重要的作用。

一、实验目肢清的：

1. 了解以乙苯为原料，固定床反应器中铁系催化剂催化下制备苯乙烯的过程，理解实验装置的组成，熟悉相关各部分的操作及仪表数据的读取；

2. 理解乙苯脱氢的反应机理及操作条件对产物收率的影响，掌握获得稳定操作工艺条件的步骤和方法；

3. 了解气相色谱的原理和结构，掌握气相色谱的常规操作和谱图分析方法。

二、实验原理：

乙苯脱氢生成苯乙烯和氢气是一个可逆的强烈吸热反应，为提高反应正向进行的程度，反应需在高温条件下催化剂催化下进行，其主反应如式(1)：

C 6H 5C 2H 5 → C 6H 5C 2H 3 + H 2 (1) 副反应主要包括：

C 6H 5C 2H 5 → C 6H 6 + C 2H 4 (2)

C 2H 4 + H 2 → C 2H 6 (3)

C 6H 5C 2H 5 + H 2 → C 6H 6 + C 2H 6 (4)

C 6H 5C 2H 5 → C 6H 5CH 3 + CH 4 (5)

水蒸汽存在下还可能发生如下副反应：

CH 4 + H 2O → CO + 3H 2 (6)

C 6H 5C 2H 5 + 2H 2O → C 6H 5CH 3 + CO 2 + 3H 2 (7)

C 2H 4 + 2H 2O → 2CO + 4H 2 (8)

此外，反应中还发生了少部分芳烃脱氢缩合产生焦油或焦炭，以及苯乙烯聚合生成少量聚合物、发生深度裂解产生碳和氢气等。常温下液态粗产物中主要包括苯乙烯，副产物苯和甲苯，以及未反应的乙苯和少量二甲苯、异丙苯和焦油等。不凝气中含有90%左右的氢气，其余为CO 2、少量C1和C2，不凝气可作为氢源，也可作为燃料气。

影响主反应收率的主要因素包括反应温度、压力、催化剂以及空速。

1. 温度的影响。

乙苯脱氢反应为吸热反应，△H 0>0，从平衡常数与温度的关系式

20ln RT H T K P P ∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂可知，提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转

化率。但是温度过高则副反应增加，使苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适应的反应温度，通常反应在550～630℃范围内苯乙烯收率较高。

2. 压力的影响。

乙苯脱氢为体积增加的反应，因此降低压力有利于平衡向脱氢方向移动，增加反应的平衡转化率，且减少产物苯乙烯的自聚，因为聚苯乙烯清返可能会对设备和管道产生堵塞。因此通常在加入惰性气体或减压条件下进行，本实验使用水蒸汽作稀释剂，它可降低乙苯的分压，以提高平衡转化率。水蒸气的加入还可向脱氢反应提供部分热量，使反应温度比较稳定。能使反应产物迅速脱离催化剂表面，有利于反应向苯乙烯方向进行，同时还可以有利于烧掉催化剂表面的积碳。还可防止催化剂的活性组分还原为金属，使催化剂再生，并延长其寿命，如式(9)所示。

C + 2H2O →CO2 + 2H2 (9)

但水蒸汽增大到一定程度后（水/乙苯质量比16:1），乙苯转化率提高已并不显著，而能耗提高，经济上是不合算的。生产单位质量苯乙烯的水蒸汽消耗已成为衡量一条乙苯脱氢工艺路线是否先进的重要指标。一般适宜的用量为水和乙苯质量比为1.2～2.6:1。

3.催化剂的影响。

乙苯脱氢技术的关键是选择催化剂。催化剂种类较多，其中铁系催化剂是应用最广泛的一种。以氧化铁为主，添加铬、钾助催化剂，可使乙苯的转化率达到40％，选择性90％。在应用中，催化剂的形状对反应收率有很大影响。历正前小粒径、星形、十字形截面等催化剂有利于提高选择性。

4．空速的影响。

空速即规定条件下，单位时间单位体积催化剂处理的气体量，单位为m3/(m3催化剂·h)，可简化为h-1。空速是对反应停留时间的一种反映，不考虑返混的情况下，也可以理解为1小时内乙苯在催化剂床层中被置换的次数。乙苯液空速（或乙苯蒸气空速）大，即单位反应器体积生产能力更大，能耗增加。空速小，虽然转化率有所提高，但乙苯脱氢反应中的平行副反应和连串副反应，随着接触时间的延长而增大，因此主产物苯乙烯的选择性会下降，催化剂的最佳活性与适宜的空速及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6～1h-1为宜。本实验催化剂用量一定，此方面的影响主要体现为乙苯的进液速率。

三、实验装置与试剂

1. 实验流程图如图1所示。

工业上苯乙烯催化脱氢主要有两种反应器，一是列管式，采用燃烧燃料，产生高温烟道气传给反应体系，优点是乙苯转化率和苯乙烯选择性高，缺点是反应器结构较复杂，材料要求高，反应器设计制造成本较高。二是绝热式，过热蒸汽直接带入反应器内，其优缺点与列管式相反。本实验反应器采用不锈钢管式反应器，以外部供热方式控制反应温度，催化剂床层高度不宜过长。内部中心轴向有

2．实验试剂及主要物化性质。

原料乙苯，分析纯，无色液体，分子量106.16，熔点-94.9℃，沸点136.2℃，闪点15℃，爆炸极限1～6.7%，不溶于水。要求二乙苯含量不超过0.04%，这是由于二乙苯脱氢产生二乙烯苯，容易在分离和精致过程发生聚合而堵塞管道及设备。为催化剂的性能和寿命考虑，要求乙苯中乙炔低于10ppm（体积）、硫（按H2S）低于2ppm（体积），氯（按HCl）低于2ppm（质量）。

铁系催化剂，20ml，主要成分为Fe2O3-CuO-K2O-Cr2O5-CeO2。活性组分为氧化铁，其他金属氧化物组分为助催化剂。而氧化铁与其他金属氧化物的比例对乙苯转化率和苯乙烯选择性都有影响。氯离子可使催化剂中毒，因此实验中不采用自来水，而使用蒸馏水。

主产物苯乙烯，分子量104.14，室温为无色液体，芳香气味，熔点-30.6℃，沸点145.0℃，不溶于水。

副产物苯，分子量78.11，熔点5.5℃，沸点80.1℃，不溶于水。

副产物甲苯，分子量92.14，熔点-30.6℃，沸点110.6℃，不溶于水。

3．设备与仪器。

蠕动泵2台，氢气钢瓶1个，反应器及温度控制仪1套，冷凝器1个，气液分离器1个；注射器（5μl）1支，气相色谱仪1台，烧杯（50ml）2个，烧杯（500ml）2个。

四、实验步骤

1. 反应装置加热开启。

先打开绿色按钮的系统总开关，将控制面板上“床预热”、“床上段”、“床中段”、“床下段”、“反应测温”等五个红色按钮按下，此时各个仪表有数值显示。

对于“床预热”、“床上段”、“床中段”和“床下段”，SV（绿色）为设定温度，而PV（红色）为实际热电偶测量温度。对于“反应测温”，SV为反应器内部实际温度，PV为预热器内部实际温度。

预热控温SV先设为100℃，实际温度接近100℃后，设定值进一步升至200℃。对实验中乙苯和水的流量，预热器（气化器）内部实际值一般在110~120℃。

按照同样的方式，逐步升高“床上段”、“床中段”、“床下段”温度SV，设定值逐步设为100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃，最终使反应器内部实际温度达到550℃以上，再减小调节幅度使之稳定在实验温度。

2. 气相色谱的启动和调节

将氢气瓶总减压阀打开，表压升至0.04MPa左右，并使气相色谱仪上方压力表的读数达到0.04MPa，打开色谱电源开关。实验中色谱采用TCD检测器，需要先通载气，避免其中的钨丝过热。

打开计算机，点击桌面快捷方式“D7900P色谱工作站”，略过选择检测器界面，进入控制面板窗口，先在下拉选择项中将载气设置为氢气，并将进样口设置150℃，柱箱温度设置为120℃，右侧TCD检测器设置为150℃，电流设为60mA，方法是输入相应数值并回车，柱箱温度设置则需要点击“柱温程序”并在弹出窗口中，在“初始柱温”中输入后回车。当温度升至上述指定值后，点击“开始”，软件询问是否开始，点击“是”，此时产生色谱基线，等待一段时间，使基线稳定。稳定后若纵轴电压值在-5mV或以下，则需要调节色谱仪侧面电位计旋钮，

使基线纵轴数值为正值。

3. 乙苯和水加料泵的准备和调节。

将控制面板上“泵1”和“泵2”两个红色按钮按下，打开乙苯和水进液泵。分别将塑料进液管一端插入乙苯瓶液面和烧杯中水液面以下，将控制面板右侧的“泵1进液转换”和“泵1进液转换”三通阀分别转至“放空”（箭头朝下），通过泵上的“Speed”旋钮调节流量，将两个泵的流量可设置为5～10ml/min，因较大的流量可尽快排出输液管中的空气。当有液滴从放空钢管出口连续滴下，表明气泡已基本被排出。此时将乙苯进液泵流量设为实验值1.0ml/min，水进液泵流量设为2.0ml/min。

注意整个实验过程中，乙苯和水流量的读取以转子流量计为准，泵的显示流量仅供参考，泵的显示流量难以准确调节至某些特定数值，且可能会有波动。如果转子流量计读数偏离实验数值较大，则需要再次调节“Speed”旋钮。

4. 乙苯脱氢反应及色谱分析。

当反应器温度达到300℃之后，打开冷凝器中的冷凝水（实验室有时会间断停水，因此实验过程中需经常关注冷凝水）。反应器温度达到550℃以上时，将控制面板右侧的“泵1进液转换”和“泵1进液转换”三通阀分别转至“预热”（箭头朝上）。

待反应器温度稳定后，将之前冷凝器中的液体放出。10分钟后，将冷凝器中液体放出至50ml烧杯中，用注射器抽取上层有机相3μl，在气相色谱控制面板点击“停止”，再点击“开始”，重新开始生成基线，此时将注射器插入进样口，快速按压将待测液体注入，并拔出注射器。

色谱流出曲线开始生成，谱图中出现4个较大的峰，依沸点高低，出峰顺序依次为苯、甲苯、乙苯和苯乙烯。苯乙烯峰出完之后即可点击“停止”，记录下四个组分的峰面积数值。并将结果保存，文件名修改为自己的班级和组别。

5. 实验设备关闭步骤。

实验结束后，停止乙苯进料，乙苯流量调零，而维持水的流量不变。“床预热”设定温度维持在200℃不变，而“床上段”、“床中段”和“床下段”三段各温度设置均设为20℃，反应器温度降至400℃以下时，将水泵的流量调零，关闭冷凝器冷却水。10min后将预热器温度设为20℃。注意是水蒸汽清焦，而催化剂不宜接触液态水，因含钾的铁系催化剂对液态水敏感，接触液态水后，会发生变软、粉碎等现象，影响催化剂的强度。

再过10min后，将控制面板上“床预热”、“床上段”、“床中段”、“床下段”、“反应测温”、“泵1”和“泵2”等七个红色按钮关闭，最后关闭系统总开关。

气相色谱关闭顺序，先在控制面板上TCD检测器、进样口温度、柱箱温度均设置为20℃，当实际温度均降至80℃以下时，关闭软件和计算机。关闭色谱仪开关。关闭氢气总阀门，将氢气减压阀拧松。

6. 其他注意事项。

热电偶请大家注意不要碰到，以免脱开，或接触位置发生较大改变，引起温度测量改变。同时实验室存有多个氢气钢瓶，气相色谱载气为氢气，此反应的原料和产物蒸气也是遇明火燃烧，实验室严禁明火，也禁止在走廊里吸烟。

五、数据处理和计算

1．原始记录

2. 气相色谱结果记录及分析

以下举例说明数据处理计算方法。（此数据与温度不对应，仅是为了便于说明计算方法，请同学们注意）

3. 数据计算。

粗产物（又称脱氢液、炉油）中各组分质量校正因子f分别为苯：1.000，甲苯：0.8539，乙苯：1.006，苯乙烯：1.032。产物中组分的质量百分含量由下式计算，式中A i为气相色谱峰面积数值，x i为组分质量百分含量。

x i=A i f i/∑A i f i

4

i=1

x 苯=1

2. 苯乙烯主要的包装形式以及运输形态是什么

苯乙烯可燃，中等毒性，在特定条件下猛烈发生聚合。 储存和运输中一般加入15ppm的TBC阻聚剂。 TBC中文名：叔丁基邻苯二酚
TBC的阻聚作用需要有一定的溶解氧，故苯乙烯储罐采用拱顶罐形式。 环境温度小于25℃，采取降温措施，长期储存采用泵打循环或内冷管。 苯乙烯不能与橡胶、铜等物质接触。苯乙烯与铜接触会使苯乙烯变色。
苯乙烯不能直接光照和暴露于空气中，因为光照会使苯乙烯聚合，暴露于空气中会逐渐发生聚合和氧化反应。

3. 苯乙烯简介

目录

• 1 拼音
• 2 英文参考
• 3 国标编号
• 4 CAS号
• 5 中文名称
• 6 英文名称
• 7 苯乙烯的别名
• 8 分子式
• 9 外观与性状
• 10 分子量
• 11 蒸汽压
• 12 闪点
• 13 熔点
• 14 沸点
• 15 溶解性
• 16 密度
• 17 稳定性
• 18 危险标记
• 19 主要用途
• 20 健康危害
• 21 毒理学资料及环境行为
• 22 现场应急监测方法
• 23 实验室监测方法
• 24 环境标准
• 25 泄漏应急处理
• 26 防护措施
• 27 急救措施

1 拼音

běn yǐ xī

2 英文参考

phenylethylene

styrene

3 国标编号

33541

4 CAS号

100425

5 中文名称

苯乙烯

6 英文名称

phenylethylene；styrene

7 苯乙烯的别名

乙烯基苯

8 分子式

C8H8；C6H5CHCH2

9 外观与性状

无色透明油状液体

10 分子量

104.14

11 蒸汽压

1.33kPa/30.8℃

12 闪点

34.4℃

13 熔点

30.6℃

14 沸点

146℃

15 溶解性

不溶于水，溶于醇、醚等多数有机溶剂

16 密度

相对密度（水1）0.91；相对密度（空气1）3.6

17 稳定性

稳定

18 危险标记

7（易燃液体）

19 主要用途

用于制聚苯乙烯、合成橡胶、离子交换树脂等

20 健康危害

侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。

健康危害：对眼和上呼吸道有 *** 和麻醉作用。

急性中毒：高浓度时，立即引起眼及上呼吸道粘膜的 *** ，出现眼痛、流泪、流涕、喷嚏、咽痛、咳嗽等，继之头痛、头晕、恶心、呕吐、全身乏力等；严惩者可有眩晕、步态蹒跚。眼部受苯乙烯液体污染时，可致灼伤。

慢性影响：常见神经衰弱综合征，有头痛、乏力、恶心、食欲减退、腹胀、忧郁、健忘、指颤等。对呼吸道有 *** 作用，长期接触有时引起阻塞性肺部病变。皮肤粗糙、皲裂和增厚。

21 毒理学资料及环境行为

毒性：低毒类。

急性毒性：LD505000mg/kg（大鼠经口）；LC5024000mg/m3，陆唤枯4小时（大鼠吸入）；人吸入3500mg/m3×4小时，明显 *** 症状，意识模糊、精神萎靡、共济失调、倦怠、乏力；人吸入920mg/m3×20分钟，上呼吸道粘膜 *** 。

亚急性和慢性毒性：人吸入50～600ppm×3年1月，出现头痛、头晕、多发性神经炎，轻度视野缩小，神经传导速度低下；人吸入40～130ppm×2 年，头痛倦怠，72%脑电波异常，中枢神经系统障碍。

*** 性：家兔经眼：100mg，早洞重充 *** 。家兔经皮开放性 *** 试验：500mg，轻度 *** 。

亚急性毒性：动物于6.39.3g/m3，7小时/天，612个月，130264次，出现眼、鼻 *** 症状。

致突变性：微粒体诱变试验：鼠伤寒沙门氏菌1μmol/皿。DNA抑制：人Hela细胞28mmol/L。

致癌性：IARC致癌性链芦评论：动物可疑阳性，人类无可靠证据。

污染来源：苯乙烯用于有机合成，特别是生产合成橡胶，苯乙烯还广泛用于生产聚醚树脂、增塑剂和塑料等。在维修设备时通过阀门，或在定期采样通过松开的压盖泄漏到空气中。

代谢和降解：诸多试验结果表明，在动物体内苯乙烯很快代谢，人吸入苯乙烯后约60%被吸收，在体内大部分转化成苯乙醇酸（扁桃酸），少量转化为苯酰甲酸并进一步与人体内的甘氨酸结合成马尿酸，两者均能迅速随尿排出。所以，测定人尿中扁桃酸和苯酰甲酸的含量可以作为接触苯乙烯程度的指标。与其它苯系物不同的是接触苯乙烯工人尿中马尿酸的变化不明显，可能是因为人体内由扁桃酸转化为苯甲醇的能力较差的缘故。

残留与蓄积：空气苯乙烯浓度1000和50mg/m3时，用豚鼠作吸入试验，1个月内吸收的苯乙烯约30%以苯乙醇酸自尿排出，以剂量为20mg/kg给药， 约84%90%的苯乙醇酸自体内排出。

给豚鼠吸入苯乙烯浓度为5000、3000、1000、50、5mg/m3，3天内吸入4小时，在第一二天和第三天排出的苯乙醇酸量没有差别，说明苯乙烯在体内不蓄积。

苯乙烯在人体内也是没有蓄积的。

迁移转化：苯乙烯用于有机合成，特别是生产合成橡胶（它和丁烯、丙烯脯等共聚合）。在生产二苯乙烯橡胶时，按重量计，100份产品需加入本品2550份。苯乙烯广泛用于生产聚醚树脂、增塑剂（包括多种玻璃增强塑料）及塑料等。苯乙烯还广泛用于生产陶器、油漆，并用于仪器储藏室、冰箱和冰室等。

用于食品保存的聚苯乙烯材料，在一定条件下可释放苯乙烯，也有可能在食品中积累并污染食品，并改变食品的味道和产生异臭。

有人调查认为，苯乙烯、二甲醛和氯苯可渗入职业接触工人的鞋中。

在露天表层水中的苯乙烯含量降低很快。当15℃，原始浓度为30mg/L，水深30cm，在两天内苯乙烯浓度下降了3倍。在水体中，高浓度苯乙烯的稳定性是微不足道的。这主要是由于其挥发性较强，挥发至空气中后被光解，这主要是迁移转化过程。另外，也有生物降解和化学降角这样的千金转化过程，它能被一种特异的菌丛所破坏，也能被空气中的氧所氧化形成苯甲醛和甲醛及少量苯乙醇。

使用苯乙烯的工厂排放的污水，是环境水体中苯乙烯的主要来源。用于食品保存的聚苯乙烯材料，在一定条件下可释放苯乙烯。贮运过程中的意外事故，是苯乙烯污染的又一来源。苯乙烯在动物体内代谢很快，人吸入苯乙烯后约60%被吸收，转化成代谢产物后都能迅速排出。苯乙烯在人体和动物体内均无蓄积。因其挥发性较强，露开表层水中的苯乙烯含量降低很快，挥发至大气中的苯乙烯，可被光解。苯乙烯可生物降解和化学降解，也能在空气中氧化。倾倒在地面上的苯乙烯，会迅速毂发，散发出特有的气味。苯乙烯易燃，在31℃以上时其蒸气与空气混合物具有爆炸性。倾倒在水中的苯乙烯可漂浮在水面，对水生生物有毒。苯乙烯的毒性类似于苯，但 *** 作用比苯强，经吸入、摄入和皮肤吸收进入人体。急性中毒症状以眼、喉的 *** 症状最为突出。同时可出现头痛、头晕、疲乏、恶心、呕吐等症状；慢性中毒可对血液和肝脏有轻度损害作用，同时出现神经衰弱症状。

危险特性：其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。遇酸性催化剂如路易斯催化剂、齐格勒催剂、硫酸、氯化铁、氯化铝等都能产生猛烈聚合，放出大量热量。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引著回燃。

燃烧（分解）产物：一氧化碳、二氧化碳。

22 现场应急监测方法

便携式气相色谱法；气体检测管法

硫酸快速比色法《空气中有害物质的测定方法》（第二版），杭士平编

快速检测管法《突发性环境污染事故应急监测与处理处置技术》万本太主编

气体速测管（德国德尔格公司产品）

23 实验室监测方法

监测方法 来源 类别 气相色谱法 GB/T1467093 空气 气相色谱法 GB/T1467793 空气 气相色谱法 《固体废弃物试验与分析评价手册》中国环境监测总站等译 固体废弃物 色谱/质谱法 《水和废水标准检测方法》19版译文，江苏省环境监测中心 水和废水

24 环境标准

中国（TJ3679） 车间空气中有害物质的最高容许浓度 40mg/m3 中国（TJ3679） 居住区大气中有害物质的最高容许浓度 0.01mg/m3（一次值） 中国（GB1455493） 恶臭污染物厂界标准 一级：3.0mg/m3

二级：5.0～7.0mg/m3

三级：14～19mg/m3

中国（GB1455493） 恶臭污染物排放标准 6.5～104kg/h 中国（待颁布） 饮用水源中有害物质的最高容许浓度 0.02mg/L 前苏联（1975） 生活饮用水中有害物质的最大允许浓度 0.1mg/L 前苏联（1975） 污水中有机物最大允许浓度 10mg/L 嗅觉阈浓度 0.47ppm

25 泄漏应急处理

迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。配戴好面具、手套收集漏液，并用砂土或其它惰性材料吸收残液，转移到安全场所。切断被污染水体，用围栏等物限制洒在水面上的苯乙烯扩散。中毒人员转移到空气新鲜的安全地带，脱去污染外衣，冲洗污染皮肤，用大量水冲洗眼睛，淋洗全身，漱口。大量饮水，不能催吐，即送医院。加强现场通风，加快残存苯乙烯的挥发并驱赶蒸气。

26 防护措施

呼吸系统防护：空气中浓度超标时，佩戴过滤式防毒面具（半面罩）。紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴空气呼吸器。

眼睛防护：一般不需要特殊防护，高浓度接触时可戴化学安全防护眼镜。

身体防护：穿防毒物渗透工作服。

手防护：戴防苯耐油手套。

其它：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。

27 急救措施

皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。

眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

食入：饮足量温水，就医。

4. 苯乙烯的主要用途是什么

1.作为合成橡胶和塑料的单体，用于生辩芹产丁苯橡胶、聚苯乙烯和发泡聚苯乙烯。
2.与其他单体共聚，制成各种不同用途的工程塑料。
3.主要用于制造音像制品、光盘盒、灯具、室内装饰件、高频电气绝缘件；
4.火车和车辆零件、汽车零件、船舶塑料零件、电信和电气零件以及建筑材料；
5.可加工成薄膜、电线电缆护套、管材、各种中空制品、注塑制品、纤维等。，广泛应用于农业、包装、汽车等行业。
苯乙烯是一种有机化合物，由苯取拦返代乙烯中的氢原子形成。它的分子式是C8H8。乙烯基的电子与苯环共轭，不溶于水，溶于乙醇和乙醚，遇空气逐渐聚合氧携衡毕化。工业上是合成树脂、离子交换树脂和合成橡胶的重要单体。

5. 塑料阀门的技术要求

1.1 原料要求
阀体、阀帽和阀盖的材料应选用符合ISO 15493:2003《工业用塑料管道系统—ABS、PVC-U和PVC-C—管材和管件系统规范—第一部分：公制系列》和ISO 15494:2003《工业用塑料管道系统—PB、PE和PP—管材和管件系统规范—第一部分：公制系列》的规定。
1.2 设计要求
a）如果阀门仅有一个承压方向，应在阀体外部用箭头标注，对称设计的阀门应适合于流体双向流动和隔离。
b）密封部件由阀杆带动进行阀门的启闭动作，应在终点或中间任一位置靠摩擦力或执行装置进行定位，流体压力不能将其位置变动。
c）根据EN736-3，阀门内腔最小通孔应符合以下两点：
— 对于阀门上介质流通的任一孔径，都不应小于阀门DN值的90%；
— 对于在结构上需要缩小介质流通孔径的阀门，制造者应说明其实际最小通孔。
d）阀杆与阀体之间的密封应符合EN736-3。
e) 在阀门耐磨性能方面，阀门的设计应考虑磨损部件的使用寿命，或者生产商应在操作指导书中注明更换整个阀门的建议。
f）所有阀门操作装置所适用的流速应达到3m/s。
g）从阀门的上方看，阀门的手柄或手轮应为顺时针方向关闭阀门。
1.3 制造要求
a) 购进原料的性能应与原料生产厂家的说明书相符，并符合产品标准要求。
b) 阀体上应标注出所用原料代号、通径DN、公称压力PN。
c）阀体应标注出生产者厂名或商标。
d）阀体应标注出生产日期或代号。
e）阀体应标注出生产者不同生产地点的代号。
1.4 短期性能要求
短期性能在产品标准中是属于出厂检验项目，主要是做阀座的密封试验与阀体的密封试验，用于检查塑料阀门的密封性能，要求塑料阀门即不能有内泄漏（阀座泄漏）现象，也不能有外泄漏（阀体泄漏）现象。
阀座的密封试验是验证阀门隔离管道系统的性能；阀体的密封实验是验证阀门阀杆密封处和阀门各连接端密封处的泄漏情况。
试验条件见表1。
表 1 阀座和阀体试验的条件
Tab.1 Condition for seat and packing tests 试验 最少测试时间/s 试验压力/MPa 温度/ ℃ 试验介质·内部 试验介质·外部 阀座试验（阀门关闭） 60 0.05 20±2 空气 水 5) 1.1×PN 20±2 水 空气 密封试验（阀门打开） 6) 1.5×PN 20±2 水 空气 注：1）根据有关产品扭矩的规定开关阀门；
2）最小试验压力0.05MPa；
3）最大试验压力（PN+0.5）MPa；
4）或内部是空气外部是水时压力为（0.6±0.1）MPa；
5）阀门公称尺寸 DN≤200：最少试验时间15s，DN≥250：最少试验时间30s；
6）阀门公称尺寸 DN≤50： 最少试验时间15s，DN≥65： 最少试验时间30s。 试验方法：按照 ISO 1167《流体输送用热塑性塑料管材 耐内压试验方法》的规定进行。做阀座的密封实验时阀门应处于全关状态；做阀体的密封试验时应使阀门处于全开位置或半开位置（例如球阀），半开时应能使流体进入阀杆密封位置。对于单向密封的阀门，只做一个方向的阀座密封试验；而双向密封的阀门，则两个方向的阀座密封试验都需要做。试验时要求排净阀门试样中的空气，逐渐升高试验压力，30s内达到规定的压力。
应注意，试验过程中试验装置不能对阀门产生额外的应力。如果以空气作为试验介质时，必须采取针对压缩气体的安全措施。
1.5 长期性能要求
1.5.1 阀体试验和整体阀门长期性能试验在产品标准中属于型式检验项目，阀体试验用于验证阀体的强度，整体阀门长期性能试验用于验证塑料阀门设计的整体可靠性。
阀体试验条件见表2。
表2 阀体试验的条件[3]
Tab.2 Conditions for shell test 材 料 最少测试时间/h 试验压力Pt/MPa 设计应力/бs 温度/ ℃ 试验介质·内部 试验介质·外部 PE100 1001651000 1.55×PN0.69×PN0.62×PN 8 20±280±280±2 水水水 水水水 PE80 1001651000 1.59×PN0.73×PN0.63×PN 6.3 20±280±280±2 水水水 水水水 PP-H、PP-R-GRPP-BPP-R 11000 4.2×PN0.7×PN 5 20±295±2 水水 水水或空气 11000 3.2×PN0.52×PN 5 20±295±2 水水 水水或空气 11000 3.2×PN0.7×PN 5 20±295±2 水水 水水或空气 PVC-UPVC-UHdn<160dn≥160 11000 4.2×PN3.2×PN 10 20±220±2 水水 水水 11000 4.2×PN3.2×PN 10 20±220±2 水水 水水 11000 3.36×PN2.56×PN 12.5 20±220±2 水水 水水 PVDF 200 0.72×PN 16 95±2 水 水或空气 注：1） 压力Pt的计算公式如下：
Pt= PN×бt/бs
式中：бt — 试验应力；
бs — 设计应力。 整体阀门长期性能试验条件见表3。
表3 长期性能试验的条件
Tab.3 Conditions for long-term behaviour test 材料 最少测试时间/h 试验压力Pt/MPa 温度 /℃ 试验介质·内部 试验介质·外部 PE100,PE80 1000 1.5×PN 20±2 水 水 PP-HPP-B,PP-R,PP-R-GR 10001000 2.24×PN1.6×PN 20±220±2 水水 水水 PVC-U,PVC-UH 1000 1.3×PN 40±2 水 水 PVDF 1000 1.45×PN 20±2 水 水 注：对于隔膜阀，除PVC-U和PVC-UH（1.3×PN）、PVDF（1.45×PN）以外其他材料的阀门的试验压力均为1.5×PN。 试验方法：按照ISO 1167《流体输送用热塑性塑料管材 耐内压试验方法》的规定进行。阀体试验和整体阀门长期性能试验时要求排净阀门试样中的空气，逐渐升高试验压力，30s内达到规定压力，试验过程中试验装置不能对阀门产生额外的应力。
1.5.2 阀体试验和整体阀门长期性能试验是将阀体和阀门按ISO 12092《无增塑聚氯乙烯（PVC-U）、氯化聚氯乙烯（PVC-C）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯（ASA）管材、管件和阀门系统—耐内压—试验方法》的要求装配后，进行试验。
1.5.3 在阀体试验和整体阀门长期性能试验测试过程中，试样没有出现泄漏或破裂现象，则判定试验合格。试样在试验结束前出现泄漏或破裂现象，则判定试验不合格。如果在连接处出现问题，则判定试验无效，需要重新取试样测试。
1.6系统应用的要求
1.6.1 疲劳强度试验
阀门应在下列状态进行开与关的疲劳强度试验：
a) 试验介质为水，在阀门输入端压力为公称压力PN和温度为（20±3）℃的条件下；
b) 把阀门全开，使水的流速达到（1±0.2）m/s；
c) 把阀门关闭，输出端压力为大气压；
d) 接着把阀门全开，使水的流速达到（1±0.2）m/s；
e) 循环不少于5000次。
试验方法应符合标准规定,疲劳强度试验后所有功能部分应保持完好，还能满足短期性能的密封试验要求。
1.6.2 扭矩试验
手动阀门应在公称压力和室温条件下，按标准规定状态调节后进行操作扭矩试验，并给出阀门全开或全关的最大允许操作扭矩数值。此项数值受部件的加工精度与装配的影响波动较大。
1.6.3 操作允许作用力的要求
塑料阀门的手柄或圆手轮的全开与全关的作用力，不能超过表4给出的F值。
表4 操作力
Tab.4 Manual force L 100 125 160 200 250 315 400 500 630 720 800 1000 F 250 300 300 350 400 400 400 400 400 400 400 400 Fs 500 600 600 700 800 800 1000 1000 1000 1000 1000 1000 注：L 手柄或手轮操作力臂长度，单位（mm）；
F 操作力，单位牛顿（N）；
FS 最大操作力，单位牛顿（N）。
1.6.4 连接尺寸
a) 端面-端面尺寸
法兰连接系统用阀门的端面-端面尺寸应从下列标准中选取：
—PN设计的法兰参见EN558-1；
—Class设计的法兰参见EN558-2。
其他类型的连接端头，应由生产商确定端面-端面尺寸。
b) 阀门连接端尺寸
法兰连接阀门的连接尺寸应符合以下标准：
—PN设计的法兰参见EN1092-1；
—Class设计的法兰参见prEN1759-1:1997。
阀门连接端的螺纹尺寸应符合ISO 7-1或ISO 228-1。
1.6.5 塑料阀门与管路系统连接的方式有
对焊连接：阀门连接部位的外径与管材的外径相等，阀门连接部位端面与管材的端面相对进行焊接；
插口粘结连接：阀门连接部位为插口形式，与管件进行粘结连接；
电熔承口连接：阀门连接部位为内径敷设电热丝的承口形式，与管材进行电熔连接；
承口热熔连接：阀门连接部位为承口形式，与管材进行热熔承插连接；
承口粘结连接：阀门连接部位为承口形式，与管材进行粘结承插连接；
承口橡胶密封圈连接：阀门连接部位为内镶橡胶密封圈的承口形式，与管材进行承插连接；
法兰连接：阀门连接部位为法兰形式，与管材上的法兰进行连接；
螺纹连接：阀门连接部位为螺纹形式，与管材或管件上的螺纹进行连接；
活接连接：阀门连接部位为活接形式，与管材或管件进行连接。
一个阀门上可以同时具有不同的连接方式。
1.7 使用压力与温度的关系
随着使用温度的提高，塑料阀门的使用寿命要缩短。要想保持相同的使用寿命，就需要降低使用压力。表5给出了阀体材料的温度等级系数fr。
表5 使用寿命25年的等级系数fr
Tab.5 Minimum values for rating factor fr for a lifetime up 25 years 温度/℃ ABS PE80 PP-H PVC-C PVC-U PVDF -40 1.0 1.0 — — — a -30 1.0 1.0 — — — a -20 1.0 1.0 — — — 1.0 -10 1.0 1.0 — — — 1.0 05 1.01.0 1.01.0 —1.0 —— —— 1.0
1.0 10 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 20 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 25 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 30 0.80 0.76 0.85 0.85 0.80 0.90 40 0.60 0.53 0.70 0.65 0.60 0.80 50 0.40 0.35 0.55 0.50 0.35 0.71 60 0.20 0.24 0.40 0.35 0.15 0.63 70 — — 0.27 0.25 — 0.54 80 — — 0.15 0.15 — 0.47 90 — — 0.08 a — 0.36 100 — — a — — 0.25 110 — — － — — 0.17 120 — — — — — 0.12 130 — — — — — a 140 — — — — — a 注：这些等级系数fr与管材、管件其他相关的折减系数不一致。 a: 此等级系数应由制造者给出。 1.8 公称压力PN的计算：
PN=бs/S
式中 бs— 设计应力，单位MPa
S — 与阀门连接管材的管系列
PN— 公称压力，单位MPa
2问题探讨
2.1 塑料管材与塑料阀门的公称尺寸、公称压力标注方式不一致。塑料管材的公称尺寸用公称外径dn表示，塑料阀门的公称尺寸用公称通径DN表示；用于冷热水的塑料管材不允许标注公称压力PN，标注管系列S根据使用条件级别选择使用压力，而塑料阀门则标注公称压力PN，用温度等级系数fr来选择使用温度。此处需要注意。
2.2 在EN 12570:2000中操作扭矩规定的要求太低，因阀门的扭矩越大阀座磨损越大，使用寿命越短。国内已经作过扭矩试验的厂家的塑料阀门，手柄尺寸小于100的扭矩仅为3N·m左右，相当于操作力仅为30N左右，远低于标准要求250N的数值。是否可以提高指标，还需要增加不同厂家产品的验证。
2.3 在标准中没有规定不同规格阀门扭矩的大小，仅给出手柄长度（或手轮直径）与作用力的要求，是不能保证阀门产品扭矩质量的，因为生产者可以用加长手柄长度（或手轮直径）的方法使不合格品变为合格品。
2.4 表2中的PP-R设计应力бs为5MPa，现在国际上一些原料的设计应力бs已经提高到6.3 MPa或8 MPa，在设计强度上的选择相对其他原料品种而言有些保守。
2.5 缩径阀门的最小通径没有给出不同规格最小尺寸的定量要求，仅要求生产厂家标明。这就使得一些厂家阀门缩径过多的产品相对同规格产品就显得结构紧凑，但会造成管路系统局部阻力增大。
2.6 标准中给出了用于工业输送流体的塑料阀门的设计使用寿命为25年的要求，并没有给出用于生活给水系统的设计使用寿命时间。
3 结论
只要选择原料和产品控制都按照国际标准规定进行，塑料阀门完全能够满足塑料管路的使用要求。
同时国际标准中也存在一些不合适之处，需要关注其发展动态。
参考文献：
[1] ISO 15493:2003, Plastics piping systems for instrial applications—Acrylonitrile-butadiene-styrene（ABS）, unplasticized poly（vinyl chloride）（PVC-U）and chlorinated poly（vinyl chloride）（PVC-C）—Specifications for components and the system—Metric series.
ISO 15494:2003, Plastics piping systems for instrial applications—Polybutene（PB）, polyethylene（PE）and polypropylene（PP）—Specifications for components and the system—Metric series.
[2] ISO/DIS 16135.2:2004, Instrial valves—Ball valves of thermoplastic materials.
ISO/DIS 16136.2:2004, Instrial valves—Butterfly valves of thermoplastic materials.
ISO/DIS 16137.2:2004, Instrial valves—Check valves of thermoplastic materials.
ISO/DIS 16138.2:2004, Instrial valves—Diaphragm valves of thermoplastic materials.
ISO/DIS 16139.2:2004, Instrial valves—Gate valves of thermoplastic materials.
ISO/DIS 21787.2:2004, Instrial valves—Globe valves of thermoplastic materials.
[3] ISO 9393-2:1997,Thermoplastics valves—Pressure test methods and requirements—Part 2: Test conditions and basic requirements for PE, PP, PVC-U and PVDF valves.
[4] ISO 8659:1989, Thermoplastics valves—Fatigue strength—Test method.
[5] ISO 8233:1988, Thermoplastics valves—Torque—Test method.
[6] EN 12570:2000, Instrial valves—Method for sizing the operating element.

6. 笨乙烯是什么材料是橡胶还是塑料

苯乙烯（Styrene，C8H8）是用苯取代乙烯的一个氢原子形成的有机化合物，乙烯基的电子与此游晌苯环共轭，不溶于水，溶于乙醇、乙醚中，暴露于空磨孙气中逐渐发生聚合及氧化。工业上是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体。

苯乙烯既不是橡胶业不是塑料，但是可以森锋作为合成塑料和橡胶的原料（比如生产聚苯乙烯、丁苯橡胶）

7. 常用的阀门材质有哪些

青铜
使用最广的青铜阀、铸铁阀门和钢阀门的最高工作温度在280℃左右。适用介质包括蒸汽、水、油、空气和天然气输送管线。阀瓣和阀门座也可以使用适当牌号的青铜（阀杆用不锈钢）可以适应那些温度极低的介质，如液化气、液态氧和液态氮。
不含锌的青铜，通常是铝青铜。在特定的情况下也常被应用。

铁
除阀杆用钢制成，阀门的其余全部零件都用铁制作（‘全铁’）。通常阀瓣和阀体两者都有整体密封面。‘全铁’阀门对于浓硫酸和碳氢化合物的混合酸介质来说是一种比较经济的选择，并且对于许多其它与工业有关的化学液体如卤水、氨水、酒精、洗涤液和氯化物溶液使用情况也很令人满意。

铬13不锈钢
这种材料广泛地应用于阀杆、阀座密封圈和阀瓣上。它使用在含有一定比例的润滑剂的介质，具有很高的耐磨、抗擦伤、抗腐蚀和抗冲蚀等特点。它还有很强的抗氧化能力和抗热硫化润滑油的腐蚀能力。这种材料在油品和蒸气管线上，工作温度达到600℃的情况下已成功的使用了许多年。

镍合金
‘镍合金’（这里指镍、铜和锡合金的组合），用它做阀门座环；用铬13不锈钢做阀瓣，特别适合于没有润滑剂，腐蚀性相对不大的气体和液体介质。其它的适用介质包括过热蒸汽和饱和蒸汽、天然气、燃油、汽油和低粘度油。对于蒸汽来说，工作介质限制在450℃以下，对于其它介质限制在260℃以下。
用组合镍合金做阀座和阀瓣也适合于蒸汽、水和其它介质使用。

奥氏体不锈钢
前面阀体材料里已经介绍过奥氏体不锈钢，以18-8铬一镍为基础的钢材，广泛地用在阀门内件制造上。无论是在极强的腐蚀还是极高的温度下，或者即强腐蚀又高温下的介质都适用。

特种不锈钢
这些‘20’合金、‘耐热镍铬铁合金825’和‘Carpenter 20cb3’经常被用来做阀门内件。这些特种不锈钢的内件经常用在普通不锈钢阀门上，而且有时也只在铁阀和钢阀上。

‘蒙乃尔’合金
用这种合金做阀门内件，大多数用在铁阀和钢阀上。其介质多为海水，盐溶液或蒸汽。

‘哈氏’合金，‘B’和‘C’
这些材料用在阀门内件上的不多，而在整个阀门上经常应用。然而，介质为硫酸或稀盐酸时，有时用‘哈氏’合金‘B’作为阀门内件材料，而‘哈氏’合金‘C’的典型应用是在专用的氨阀和混合酸介质的阀门内件上。

硬质合金
在阀瓣和阀体座上堆焊一层坚硬的硬质合金，这样就可以使密封面具有很高的耐磨性和抗擦伤能力。这种材料尤其适用于介质温度升高和干燥的场合。
密封面的材料通常从钴基和镍基合金中挑选，而且与之相配对的表面通常镀有相似的材料，但要有硬度差，以便在工作中减少擦伤。然而，相配的两面并不总是都采用堆焊的型式，采用什么型式还要取决于所用硬质合金的性能。
钴基和镍基硬质合金的类似的性能规范可以从一些阀门制造商那里得到。选择材料时要依靠许多评价因素。一个重要的因素是所给的材料要能够容易地附着在特定的零件上。

塑料和合成橡胶
塑料和合成橡胶被使用在许多不同种类阀门的以一种型式或另一种型式布置的密封面和阀座上。
应用最广泛的塑料材料是聚四氟乙烯（PTEF）。在球阀和蝶阀中用它做阀座，在隔膜阀中用它做隔膜表面。在许多种类的阀门中，聚四氟乙烯被用来做阀杆密封填料。
作为阀座和密封件的材料，聚四氟乙烯是最好的；它几乎能适用所有介质，并且耐磨性很好，而且使用温度可达250℃。经常使用纯的聚四氟乙烯，但在许多情况下，为了改善它的压缩永久变形的性能，可加入一些化学性质不活泼的填料，如玻璃。
聚四氟乙烯的抗化学腐蚀性质使它成为一种很理想的隔膜材料。它的刚性和抗疲劳性质也是有用的特性。在多数使用隔膜的阀中，一层薄的聚四氟乙烯与合成橡胶基底联合使用，聚四氟乙烯与合成橡胶可以是分离的，也可以是粘接的。
在阀门内件中应用合成橡胶大多数是作为‘O’形圈、垫片、阀座和座衬套、隔膜和蝶阀的衬套。
‘O’形圈大量的用在阀杆密封上，最常用的材料是腈橡胶。碳一氟化合橡胶、乙烯丙基橡胶和硅橡胶，尤其适合在高温下使用。
各种各样的合成橡胶广泛地应用在阀座、衬套、隔膜和导套上。基本聚合物的化合可以得到更广泛的物理和化学性能。以下是最常用的合成橡胶：
天然橡胶、丁基橡胶、乙烯丙基橡胶、氯丁橡胶、腈橡胶、苯乙烯—聚丁橡胶。
应用塑料和合成橡胶作为阀门内件材料的优点是它具有很好的抗腐蚀性和抗冲蚀性，而且可以达到无漏损密封。而这些材料的缺点是在使用中工作温度受到所用材料的限制。此外，给定的材料是否适用还要取决于若干因素。

8. 苯乙烯的主要用途

1、作为合成橡胶和塑料的单体用来生产丁苯橡胶、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯。2、与其他单体共聚制造多种不同用途的工程塑料。3、主要用于制造音像制品和光盘磁盘盒、灯具和室内装饰件、高频电绝缘零件。4、火车车辆部件、汽车零部件、船舶用塑料件、电讯电器零部件及建筑材料。

1、作为合成橡胶和塑料的单体用来生产丁苯橡胶、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯

2、衡如与其空拦销他单体共聚制造多种不同用途的工程塑料。

3、主要用于制造音像制品和光盘磁盘盒、灯具和室内装饰件、高频电绝缘零件；

4、火车车辆部件、汽车零部件、船舶用塑料件、电讯电器零部件及建筑材料；

5、可用于加工制成薄膜、电线电缆护套、管材、斗游各种中空制品、注塑制品、纤维等，广泛用于农业、包装、汽车等行业。