Дегидрированием этилбензола

Процесс производства стирола из этилбензола состоит из двух стадий:

- дегидрирования этилбензола;

- выделения стирола-ректификата.

Технологическая схема процесса представлена на рисунке 13.1.

отходящие газы

2 3 6 стирол бензол 6

10 11 12

этилбензол вода

пар 7

воздух

рассол 13

1 5 8 вода 4 9 воздух газ ингибитор водный остаток слой

Рис. 12.1. Технологическая схема производства стирола

дегидрированием этилбензола

1 – котел-утилизатор; 2 – испаритель; 3 – теплообменник; 4 – трубчатая печь; 5 – реактор; 6 – водяной холодильник; 7 – рассольный холодильник; 8 – сепаратор; 9 – второй сепаратор; 10–13 – ректификационные колонны

Описание технологической схемы процесса. Свежий этилбензол перед реактором 5 смешивают с этилбензолом-рециркулятом и небольшим количе­ст­вом пара и подают последовательно в испаритель 2 и теплообменник 3, где нагрев сырья ведут за счет тепла продуктов реакции, которые после тепло­обменников отдают остаточное тепло в котле-утилизаторе 1 для получения водяного пара. Перед входом в реактор сырье смешивают с перегретым па­ром, получаемым в трубчатой печи за счет сжигания газообразного топлива.

После того, как продукты реакции покидают котел-утилизатор, они окончательно охлаждаются в водяном холодильнике 6 и рассольном холо­дильнике 7 и поступают в сепаратор 8 для разделения газа и конденсата. Уг­ле­водородный газ используют для сжигания в печи 4, а конденсат подают во второй сепаратор 9, где его разделяют на углеводородную и водную фазы. Во­дяной слой направляют в печь 4 и используют для получения водяного па­ра, а углеводородную фазу («печное масло») подают на ректификацию. Сос­тав печного масла следующий: стирол – до 55 %, непрореагировавший этил­бензол – 40 %, бензол – 2 %, толуол – 2 %, смола. Во избежание полиме-ризации стирола в реакционную массу перед ректификацией вводят ингиби-тор, а ректификацию ведут под вакуумом и пониженной температуре. Ректи­фикацию ведут в четырех колоннах. Сначала печное масло подают в колонну 10, где из него отгоняют легкие углеводороды – бензол, толуол, этилбензол, которые далее напрвляют в колонну 11, где из этой смеси выделяют бензол-то­луольную смесь – «бентол», а из куба выводят непрореагировавший этил-бензол, который возвращают на смешение с исходным сырьем.

Кубовый продукт колонны 10, содержащий целевой продукт (стирол), подают в колонну 12, работающую также под вакуумом, где в качестве дистиллята выводят остатки этилбензола с частью стирола, который возвра­щают в колонну 10 в качестве острого орошения. Кубовый продукт колонны 12 подают на окончательную ректификацию в колонну 13, из которой выво­дят дистиллят, содержащий товарный стирол с чистотой 99,8 %.

Основной аппарат установки – адиабатический реактор. Он футерован огнеупорным материалом для максимального снижения тепловых потерь. Ре­актор имеет диаметр 4 м и высоту 7,5 м. Он снабжен слоями насадки, на ко­то­рую помещается катализатор и которая обеспечивает максимальный массо­бмен. Катализатор К–22 способен к саморегенерации и работает непрерывно 1–2 месяца, после чего его регенерируют путем выжигания кокса.

Показатели процесса: температура – 590–620 ^о С, объемная скорость подачи сырья – 0,35–0,5 ч ^-1, соотношение этилбензол: пар (масс.) – 1:2,6, конверсия этилбензола – 45 % масс., селективность – 90 %, выход стирола за один проход – 40 %.

Контрольные вопросы

1. Каковы физические свойства стирола и области его применения.

2. Каковы источники сырья для получения стирола и промышленные способы его получения?

3. Назовите основное сырье для получения стирола. Как получают этил­бензол? Напишите реакции его синтеза.

4. Какой катализатор применяют при получении этилбензола алкили­рованием этилена? Опишите термодинамику и кинетику процесса.

5. Приведите побочные реакции при синтезе этилбензола алкили­ро­ва­нием этилена. Каковы параметры этого процесса?

6. Приведите химизм процесса синтеза стирола при дегидрировании этил­бензола. Укажите побочные реакции. Назовите параметры и катализа­то­ры этого процесса.

7. Приведите технологическую схему процесса синтеза стирола из этил­бензола. Дайте ее описание.