Способ получения стирола Советский патент 1983 года по МПК C07C15/46 

Изобретение относится к получению стирола и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Известен способ получения стирола дегидрированием этиленбензола . на различных катализаторах на основе окислов железа, хрома, калия в токе водяного пара, который является теплоносителем, разбавителем. Присутствие водяного пара является необходимым условием стабильной работы саморегвнерирующихся катализаторов на основе окислов железа, применяемых при дегидрировании алкилароматических соединений. При дегидрировании мольное соотношение зтилбензол:водяной пар выдерживают в пределах (Iil5)-(lt21) Cl.

Вследствие большого разбавления углеводородов водяным паром процесс характеризуется значительными энергозатратами.

Наиболее близким к изобретению является способ получения стирола путем каталитического дегидрирова-. ния этилбензола при 55б-704°С в присутствии водяного пара и толуола. При этом мольное соотношение этилбензол К толуол составляет (0,5:1)(10:1), т.е. количество вводимого в процесс толуола от этилбeнзoJ a составляет 12,5-63,5 мас.%. По известному способу конверсия этилбенэола составляет 63,5 при селективности 93 мас.% и расход водяного пара - 4,68 т на тонну стирола в катализаторе t23.

Однако конверсия этилбензола недостаточно высока и использование только толуола приводит к потерям последнего на стадии дегидрирования за счет деалкилирования. Кроме того/ процесс характеризуется значительными энергозатратами.

Целью изобретения является повышение конверсии этилбензола и снижение энергозатрат.

Поставленигш цель достигается способом получения стирола путем каталитического дегидрирования этилбензола при 550-650°С в присутствии водяного пара, толуола и бензола

при мольном соотношении этилбензол: бензол:толуол:водяной пар 1:(0,р40,11)(0,11-0,25):(14-18).

получаемые при дегидрировании этилбенэола бензол и толуол на стадии выделения стирола не разделяются на отдельные компоненты.

Дегидрирование этилбензола осущесвляется на ОДНОМ из известных проьшшленных катализаторов на основе Fe, Сг, К.

Введение в процесс дополнительно бензола позволяет снизить деалкилирование толуола и этилбензола и повысить конверсию этилбензола при со хранении селективности на том же уровне.

В пусковой период необходимые для проведения процесса бензол и толуол (бентольная фракция) накапливаются в процессе дегидрирования этилбензола или поступают со стороны.

На чертеже приведена принципи льная схема проведения процесса.

Прямой этилбензол со склада по линии 1, смешиваясь с поступающими по линии 2 водяным паром, по линии 3 бензол-толуольной фракцией, по линии 4 - возвратным этилбензолом, поступает в испаритель 5. Из испарителя 5 смесь с водяным паром по линии 6 поступает в перегреватель 7, в котором перегревается за счет тепла контактного газа. По линии 8 перегретая смесь поступает в реактор 9 предварительно смешиваясь с перегретым водяным паром, поступающим по линии 10 из пароперегревательной печи 11. Водяной пар из сети подается в пароперегревательную печь 11 по линии 12. Контактный газ из реактора 9 по линии 13 проходит перегреватель 7 и далее по линии 14 утилизатор 15 тепла. Из утилизатора 15 по линии 16 контактный .таз по ступает на узел 17 конденсации.

С узла 17 конденсации по линии 18 продукты реакции собираются в декантаторе 19, где жидкие продукты отделяются от несконденсированных, а углеводороды от водного конденсата. Нескснденсированный газ (абгаз) по линии 20 направляется на получение метано-водородной фракции или же используется непосредственно в данном производстве в качестве топлива. Водный конденсат из разделителя 19 по линии 21 после предварительной очистки возвращается в процесс или же сбрасывается в химзагряэненную канализацию.

Сконденсированные углеводороды по линии 22 подаются на разделение в колонну 23. С верха колонны отбирается бензол-толуольная фракция, часть из которой по линии 24 отправляется как товарный продукт, а часть по линии 3 подается на приготовление шихты - в линию 1. Кубовая жидкость из колонны 23 по линии 25 по-дается на колонну 26. Сверху колонны 26 отбирается возвратный этилбензол, который по линии 4 направляется в линию 1 на приготовление шихты. Кубовая жидкость из колонны 26 по линии 27 подается на колонну 28. С верха колонны 28 по линии 29 отбирается товарный продукт стиролректификат, а кубовая жидкость - смола с примесью стирола по линии 30 направляется на сжигание.

Пример 1. Стирол получают согласно известному способу. На дегидрирование подают 94,0 моль/ч этилбенэола, 65,9 моль/ч толуола и 1502 моль/ч водяного пара. Дегидрирование проводят на катализаторе К-24 при .

Сконденсированные Углеводороды подаю.т на установку ректификации, где последовательно выделяют беизолтолуольную фракцию, возвратный этилбензол, стирол-ректификат, кубовые юстатки ректификации стирола и на отдельной колонне разделяют бензол и толуол.

Расходы компонентов с основными технологическими потоками приведены в табл. 1.

Таблица 1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА путем каталитического дегидрирования этилбензола при 550-650 С в присутствии водяного пара и толуола, отличающийся тем, что, с целью повьшения конверсии, этилбензола и снижения энергозатрат, процесс проводят в присутствии дополнительно введеикрго бензола при мольном соотношении :этилбензол| }бензол1толуол водяной пар 1:0,04-0,11$0,11-0,25: -:14-18. (Л с 2 29 24

Конверсия gt -100 63,5% Селективность. 100 93%.

Расход водяного пара на тонну стирола в каталиэате составляет:

1502-18

4,68 т 55,5-104

Кроме того, при разделении бензола и толуола на отдельной колонне дополнительно расходуется 0,15 т водяного пара на тонну рециркулируемого толуола.

Пример 2. Стирол получают согласно предлагаемому способу. На

Водород

дегидрирование подают 94 моль/ч этилбензола, 3,76 моль/ч бензола, 10,34 моль/ч толуола и 1692 моль/ч

5 водяного пара. Соотношение компонентов этилбензол;бензол;толуол:водяной пар выдерживают 1:0,04:0,11:18. Дегидрирование ведут на катализаторе К-24 при температуре на входе в ре0актор 620°С,

Расход компонентов с основными технологическими потокама и рециклом бензола и толуола приведен в табл. 2.

Таблица 2

52,0

52,0 6,0 6,0

Селективность | |-100 93%.

Расход водяного пара на тонну стирола в катапизате составляет:

«92-18 4 57 т SB;МО4 57

За счет увеличения конверсии этилбензола расход водяного, пара только на стадии дегидрирования снижен на 0,11 -i на тонну стирола в катализате.

Кроме.того, увеличение конверсии этилбенаола снижает расход водяноПродолжение табЛ. 2

5 стирола.

Пример 3. Стирол получают согласно предлагаемому способу. На дегидрирование подают 94 моль/ч этилбензола, 6,58 моль/ч бензола, 16,92 моль/ч толуола и 1502 моль/ч водяйого пара. Мольное соотношение компонентов этилбензолх-бензол:-толуол: водяной пар выдерживают соответственно 1:0,07:0,18:16.

Дегидрирование ведут на катализаторе К-24 при температуре на входе в реактор 620°С.

Расход компонентов с основными технологическими потоками и рециклом бензола и толуола приведен в хабл. 3. Таблица 3

Конверсия- 100 72%.

62 8 Селективность 93%-.

Расход водяного пара на тонну

стирола в каталиэата составляет 1504-18

4,15 т.

62,8-104

За счет увеличения конверсии этилбензола. расход водяного пара только на стадии дегидрирования снижен на 0,53 т на тонну стирола в катализате. Кроме того, увеличение конверсии этилбензола снижает расход

1316

ен

10,34 23,5 94,0

л 1,96

68 1 Конверсия ..|.|Л 100 72,4%.

Селективность f| Y-100 93%.

Расход водяного пара на тонну стирола в катализате соста1вляет , fi, Р

ёз;г:1б4 -

За счет увеличения конверсии этил; бензола расход водяного пара только Внеи1ний вид Содержание стирола, % не менее

водяного пара на стадии выделения стирола.

П р и м е р 4. Стирол получают согласно пpeдлaгae 4oмy способу. На дегидрирование подают 94 мюль/ч

этилбензопа, моль/ч бензола, 23,5 моль/ч толуола и 1316 моль/ч водяного пара. Соотношение компонентов этилбензол бензол{Толуол:водяной пар выдерживают It О,lit 0,25:14. Дегидрирование ведут на катализаторе К-24 при тшлпературе на входе в рен акте ИОС.

Расход компонентов с основными технологическими потокгфш и рециклом бензола и толуола приведен-в-табл. 4.

Т а б л и ц а 4

,

91,0

8,85

-15,0

4,4

0,22

0,9

1,6 23,5

-68,1

63,2

0,2

5 на стадии дегидрирования снижен.на ;1,07 т на тонну стирола в катализате.

Кроме того к увеличение конверсии этилбензола снижает расх(}д водяного пара на стадии выделения сти50 рола.

Качествеиные показатели стирола, получаемого по предлагаемому способу,

приведены в табл. 5. 55Т а б л и ц а 5 жидкость без механ11гческих прикюсей, при добавлении стабилизатора допускается слабо-желтая окраска COOT вет ст вует Оптическая плотность при длине волш 313 им, 0, не более Содехмсание полимера Содержание пёрекисных соединений, %, не более Содержание альдегидов, %, не более Цветность по.ппатинокобальтовой шкале,; 10 не более Содержание стабилизатора п -трет-бутил-пирокате0,0005 хина, %

Качество стирола, получаемого по предлагаемому способу соответствует ГОСТ 10003-76.

Как ВИДНО из приведенных прямеуоз,

30

введение р исходный этилбензоп дОпол

Продолжение табл. 5

г ительно бензола увеличивает конверсию на 9-12% и снижает расход водяного пара .только на стадии дегидрирования на 0,11-1,07 т на тонну стирола в катгшизате по сравнению с известным способом получения стиоппя. ,265 0,235 Отсутствие 0,0025 0,01 5 0,0005 -0,0015