Производство стирола из этилбензола

(номера зачетных книжек от 50 до 79)

Стирол является сырьем для производства большого количества пластмассовых изделий и синтетического каучука. Стирол представляет собой ароматический углеводород (С₆Н₅СН = СН₂), наличие двойной связи с молекуле которого определяет его способность к полимеризации. Получают стирол чаще всего путем дегидрирования этилбензола (при температуре 650 ^оС) в присутствии катализатора в виде окислов некоторых металлов.

Реакция дегидрирования имеет следующий вид:

Данная реакция эндотермическая. Технологическая схема производства стирола из этилбензола представлена на рис. 3.

Чтобы жидкий стирол подвергнуть воздействию высокой температуры, его следует подготовить, т. е. испарить, и пары перегреть. Поэтому из резервуара 1 насосом 2 его подают в испаритель 3 для подогрева до температуры 136 ^оС и испарения, а затем в трубчатый перегреватель 4, где за счет теплоты топочных продуктов реактора его пары перегреваются до температуры 250-300 ^оС. При такой температуре пары этилбензола поступают в реактор 5. Проходя по трубкам реактора, которые заполнены катализаторной массой и с наружной стороны обогреваются продуктами горения природного газа, пары этилбензола нагреваются до температуры реакции 650 ^оС и расщепляются с образованием паров стирола, водорода и тяжелых смол.

Образовавшиеся продукты реакции необходимо охладить, отделить стирол от смол, водорода и окончательно его очистить. Поэтому смесь паров и газа из реактора поступает в систему холодильников-конденсаторов 6, где за счет воды и холодильного рассола происходит охлаждение смеси и конденсация паров. Водород и другие газообразные продукты разложения отделяются от жидкости в сепараторе и вакуум-насосом 7 отводятся на последующую утилизацию. Жидкий стирол с примесями (стирол-сырец) поступает в промежуточную емкость 8. Очистка стирола-сырца осуществляется путем ректификации. Сначала следует снизить температурный режим перегонки, чтобы избежать нежелательного интенсивного химического процесса полимеризации. Снижение температурного режима процесса ректификации осуществляется созданием в ректификационной колонне глубокого вакуума.

Стирол-сырец из емкости 8 подают насосом через нагреватель 9 в ректификационную колонну, которая работает при давлении в верхней части 4 кПа (вакуум 730 мм рт. ст.), в нижней – 8 кПа (вакуум 700 мм рт. ст.) и при температуре (соответственно) 45 и 100 ^оС. Выходящие из колонны пары стирола охлаждаются в конденсаторе-холодильнике 11. Часть жидкого стирола из сепаратора 12 подается в колонну на орошение, а остальная часть поступает в емкость готовой продукции 14. Вакуум в колонне создается вакуум-компрессором 13 за счет интенсивной конденсации паров в холодильнике-конденсаторе, а также отсоса газообразных продуктов и несконденсировавшихся паров из сепаратора 12.

Находящиеся в стироле примеси-смолы из нижней части ректификационной колонны отводятся на охлаждение и дальнейшее использование.

Для снижения способности стирола к полимеризации (как в процессе ректификации, так и при дальнейших хранении и транспортировке) к стиролу-сырцу (перед перегонкой по линии 17) добавляют небольшое количество ингибитора (обычно гидрохинон).

Студенты, у которых номер зачётной книжки имеет две последние цифры от 50 до 59, должны брать данные по аппаратам и помещению в табл.6.

Студенты, у которых номер зачётной книжки имеет две последние цифры от 60 до 69, должны брать данные по аппаратам и помещению в табл. 7.

Студенты, у которых номер зачётной книжки имеет две последние цифры от 70 до 79, должны брать данные по аппаратам и помещению в табл. 8.