Физико-химические основы процесса.
Стирол получают каталитическим дегидрированием этилбензола с последующей ректификацией продуктов дегидрирования для выделения стирола с содержанием основного вещества не менее 99,8 %. Дегидрирование этилбензола осуществляется в присутствии водяного пара на катализаторе марки К-28У, содержащим оксид железа и небольшое количество соединений калия, рубидия, циркония.
Водяной пар вводится для снижения парциального давления процесса, что способствует сдвигу равновесия реакции в сторону образования стирола, сокращению побочных реакций на поверхности катализатора.
Реакция дегидрирования этилбензола производится в двухступенчатом адиабатическом реакторе с промежуточным подводом тепла через межступенчатый подогреватель. Содержание стирола после первой ступени – не менее 23 %, после второй – не менее 47 %. Температура процесса 550-6400С, соотношение этилбензол : пар равно 1:3÷3,5, давление над слоем катализатора не более 1 атм. Основная реакция дегидрирования: Побочные реакции: Изопропилбензол, содержащийся в этилбензоле, в процессе дегидрирования превращается в L-метилстирол: Дивинилбензол полимеризуется с образованием нерастворимых полимеров в колоннах ректификации. Наличие бензола приводит к образованию дивинила: Одновременно идут реакции дегидроконденсации с получением полициклических соединений – двухзамещенных стильбенов, фенантренов, нафталинов.
Углерод, образующийся при разделении углеводородов, удаляется с катализатора водяным паром: Для предотвращения полимеризации стирола в процессе его получения используются также ингибиторы: парахинондиоксим (ДОХ), 4-нитрофенол – отход (ПХФ), 2,6-дитретбутил-4-диметиламинометилфенол (основание Манниха). Нормы технологического режима.
Таблица 2.1 № Наименование стадий и потоков реагентов Наименование технологических показателей Температура 0С Давление Количество загружаемых или подаваемых компонентов Прочие показатели 1 2 3 4 5 6 1 Водяной пар в печь, поз. 201/1 3÷4,5 атм не более 40 т/час 2 Топливный газ перед горелками печи, поз. 201/1-2 0,3÷1,1 атм 3 Перегретый пар на выходе из печи, поз. 201/1 не более 750 4 Перегретый пар на выходе из печи, поз. 201/2 не более 750 5 Разряжение в радиантных камерах печи 3÷15 мм вод. ст. 6 Контактный газ над слоем, поз. 202/1 не более 1,0 атм 7 Контактный газ под слоем, поз. 202/1 не более 0,6 атм Содержание стирола не менее 23% 8 Контактный газ над слоем, поз. 202/2 не более 0,6 атм 9 Контактный газ под слоем, поз. 202/2 не более 0,2 атм Содержание стирола не менее50% 10 Водяной пар на смачивание в испаритель, поз. 204 3÷4,5 атм перед регулятором расхода 10÷15% весовых от количества ЭБШ 11 Подача ЭБШ в испаритель поз. 204 70÷80 не более 12 т/час Состав ЭБШ: этилбензола не менее 99%, уровень в поз. 204 не более 10% 12 Пароэтилбензольная шихта на выходе из поз. 204 150÷160 13 Контактный газ на выходе из поз. 205/1-2 не более 180 не более 0,2 атм 14 Паровой конденсат в котлах поз. 205/1-2 Уровень 50÷70%, общая щелочность не более 12 мг экв/кг 15 Вторичный пар с котлов поз. 205/1-2 3÷4,5 атм 16 Контактный газ на выходе из поз. 209 не более 120 17 Водоуглеводородный конденсат на выходе из поз. 217 40÷65 18 Контактный газ на выходе из поз. 211 не более 450 19 Контактный газ на всасе компрессоров, поз. 213/1-4 100÷400 мм вод. ст. 20 Контактный газ на нагнетание, поз. 213/2-4 не более 150 не более 2 атм 20а Контактный газ на нагнетание, поз. 213/1 не более 170 не более 2 атм 1 2 3 4 5 6 21 Абгаз на поз. 216/1-2 1÷8 22 УВК в емкости поз. 219 Уровень не более 80% 23 Водный конденсат в емкости поз. 221 Уровень 40÷80% 24 Стоки в Х.З.К. после теплообменника поз. 231 не более 40 Содержание углеводородов не более 100 мг/л 25 Некондиционный продукт в емкости поз. 235 Уровень 30÷80% 26 Паровой конденсат в емкости поз. 240/1-2 Уровень 30÷70% 27 Паровой конденсат на сбросе в канализацию, поз. 240 не более 40 28 Ливневые стоки в емкости поз. 260/3 Уровень не более 80%, содержание углеводородов не более 100 мг/л 29 Паровой конденсат от насоса поз. 241/1-2 на питание котлов поз. 205/1-2 и возврат в котельную Общая жесткость не более 20 мкг экв/кг, прозрачность по шрифту не менее 40 см. 2.3