Описание технологической схемы процесса.

Технологический процесс производства сти­рола из этилбензола состоит из двух основных стадий: дегидри­рование этилбензола и выделение стирола-ректификата. Про­цесс построен как циркуляционный и предусматривает возвра­щение в цикл избытка этилбензола и использование конденса­та водяного пара для выработки свежего перегретого пара.

Технологическая схема этого процесса представлена на рис. 2.

Свежий и возвратный (циркуляционный) этилбензол смеши­ваются с небольшим количеством пара, вырабатываемого в кот­ле-утилизаторе 1, и проходят последовательно испаритель 2 и теплообменник 3, обогреваемые горячей реакционной смесью. Нагретые до 520–530^оС пары бензола смешиваются затем с пе­регретым до 700°С водяным паром, вырабатываемом в трубча­той печи 4, и подаются в реактор 5. Продукты реакции отдают тепло в теплообменнике 3, испарителе 2 и котле-утилизаторе 1, охлаждаются окончательно в водяном холодильнике 6 и рас­сольном холодильнике 7 и поступают в сепаратор 8 для отделе­ния конденсата от газа. Углеводородный газ используется на обогрев печи 4. Конденсат из газового сепаратора 8 поступает в сепаратор 9, где разделяется на водную и углеводородную фазы. Водный слой подается в печь 4 и используется для выработки водяного пара, а углеводородный слой («печное масло») направ­ляется на ректификацию. В состав печного масла входят сти­рол (до 55% масс.), остаточный этилбензол (40% масс.), побоч­ные продукты (бензол 2% и толуол 2% масс.) и смолы. Чтобы избежать полимеризации стирола в печное масло перед ректи­фикацией вводится ингибитор, а ректификацию проводят в ва­кууме, что позволяет снизить температуру процесса. Система ректификации состоит из четырех колонн. Печное масло из се­паратора 9 подается в вакуум-ректификационную колонну 10, где из него отгоняется бензол, толуол и большая часть не всту­пившего в реакцию этилбензола. Этот дистиллят поступает в колонну 11 и разделяется на бензольно-толуольную фракцию (бентол) и этилбензол, который возвращается на дегидрирова­ние. Кубовая жидкость из колонны 10, содержащая стирол, подается в вакуум-ректификационную колонну 12, в которой из нее отгоняются остатки этилбензола с частью стирола. Этот отгон возвращается на ректификацию в колонну 10. Кубовая жидкость из колонны 12, представляющая сырой стирол, по­ступает на окончательную ректификацию в колонну 13, из ко­торой отбирается дистиллят в виде 99,8%-ного стирола.

Основным аппаратом технологической схемы является ре­актор дегидрирования. Наиболее распространены реакторы адиабатического типа, в которых тепло, необходимое для про­ведения реакции, подводится с перегретым водяным паром. Адиабатический реактор – это стальной аппарат цилиндричес­кой формы с коническими крышкой и дном, футерованный из­нутри огнеупорным материалом, диаметром 4 м и общей высо­той 7,5 м. Внутри реактора на решетке размещаются слои на­садки, обеспечивающей равномерное распределение газового потока по сечению реактора, между которыми помещен слой катализатора. Применяемый в процессе катализатор К-24 спо­собен к саморегенерированию и может работать непрерывно в течение 1–2 месяцев, после чего его регенерируют, подавая в реактор воздух для выжигания отложившегося на зернах ката­лизатора кокса.

1 – котел-утилизатор; 2 – испаритель; 3 – теплообменник; 4 – трубчатая печь; 5 – реактор; 6 – водяной холодильник; 7 – рассольный холодильник; 8 – сепаратор отделения газа; 9 – сепаратор отделения конденсата; 10, 11, 12, 13 – ректификационные колонны.

Рис. 3. Операторная схема производства стирола дегидрированием этилбензола