Способ получения стирола Советский патент 1987 года по МПК C07C15/46 

1

Изобретение относится к способам получения стирола каталитическим дегидрированием этилбензола и может быть использовано в производствах стирола и других винилароматических углеводородов.

Цель изобретения - сокращение энергозатрат путем использования тела продуктов дегидрирования этил- бензола.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа

В реактор 1 дегидрирования по линии 2 подают этилбензол, а по, линии 3 - водяной пар. Продукты реак- ,ции (катализат), предварительно подогретые, из реактора 1 по линии 4 поступают в реактор 5, из которого катализат по линии 6 отводят в котел-утилизатор 7 для получения пара давлением 4,0-6,0 ата. Водяной пар получают из парового конденсата, по .ступающего в аппарат 7 по линии 8, теплообменом с катализатом через стенку. Пар из котла-утилизатора 7 по линии 9 направляется в процесс и передается в сторону. Охлажденный ктализат из аппарата 7 по линии 10 поступает в бункер-отделитель 11, в котором происходит вьщеление частиц катализаторной пыли из катахшзата.

Катализаторная пыль из бункера- отделителя 11 по линии 12 периодически, по мере накопления, отгружае

ся в отвал, а освобожденный от пыли катализат по линии 13 поступает на компримирование в компрессор 14. Скомпримированный катализат из аппарата 14 по линии 15 подается в котел утилизатор 16 для почти полной кон- денсации продуктов реакции при повышенном давлении. Водяной пар получаю из парового конденсата, поступающего в котел-утилизатор 16 из линии 17, теплообменом с катализатом через стенку. Полученньй пар выводится по линии 18 и направляется в процесс, а избыток передается на сторону.

Сконденсированные и частично не- сконденсированные продукты из аппарата 16 по линии 19 поступают для быстрого охлаждения в теплообменник 20, из которого несконденсировавшиеся углеводороды по линии 21 поступают в процесс и используются как топливо. Жидкие продукты реакции из теплообменника 20 по линии 22 отводят в разделитель 23, в котором уг

5

0

0

леводороды отделяют от парового конденсата. Углеводороды из разделителя 23 по линии 24 подают на фракционирование, а паровой конденсат по линии 25 подают на очистку с последующим использованием в процессе.

Пример 1. Стирол получают согласно известному способу. Дегидрирование проводят на катализаторе, имеющем в своем составе, %: Fe О 68-72; 4--6; 19-21, а

также другие добавки до 4 мас.%, при температуре 600 С и давлении на входе в реактор 1,8 ата. Объемная скорость подачи сырья 0,5 ч .

На дегидрирование подают 100 кг/ч этилбензола. Соотношение этилбен- зол - водяной пар выдерживают равным 1:3 по весу. Температура катали- зата на выходе из реактора составляет 574°С, Тепло катализата используют для подогрева исходных реагентов. При этом катализат охлаждают с

5 574 до . Затем катализат быстро охлаждают до и конденсируют при этой температуре. Тепло конденсирующихся продуктов реакции используют для получения водяного пара низкого давления (0,7-0,91 ата). Для выдерживания температуры конденсации, равной , необходимо поддерживать давление конденсаций 1,,2 ата соответственно, давление на входе в реактор

должно составлять не менее 1,8 ата.

Доля сконденсированных продуктов от поданных на конденсацию при давлении 1,2 ата и температуре конденсации 104°С составляет 0,333.

При конденсации вьщеляется 55940 ккал/ч тепла.

На 1 кг кат,ализата при конден сации утилизируется 140 ккал/кг тепла,при охлаждении с 574 до на 1 кг катализата утилизируется 174 ккал/кг тепла.

Пример 2, Стирол получают согласно предлагаемому способу. Дегидрирование проводят на катализато- ре, состав которого аналогичен приведенному в примере 1, при 600°С и давлении на входе в реактор 1,0 ата. Объемная скорость подачи сырья 0,5 ч На дегидрирование подают 100 кг/ч этилбензола. Соотношение этилбензол - водяной пар выдерживают равным 1:3 по весу. Температура продуктов ции на выходе из реактора составляет 574°С. Тепло катализата, выходящего

из реактора, используется для получения водяного пара давлением 4,0- 6,0 ата в котле-утилизаторе. При эт катализат охлаждают с 574 до 180°С. После отделения от катализаторной п ли катализат сжимают до давления 3,0 ата и при этом давлении конденсируют. Тепло конденсирующихся продуктов используют для получения водяного пара давлением 2,0 ата. Доля сконденсированных продуктов от по- данных на конденсацию составляет 0,751,

При конденсации катализата при давлении 3,0 ата и 130°С выделяется 122560 ккал/кг тепла.

На 1 кг катализата при конденсации утилизируется 306 ккал/кг тепла При охлаждении с 574 до 180°С на 1 к катализата утилизируется 198 ккал/кг тепла.

За счет повьппения давления на стадии конденсации катализата до 3,0 ата количество утилизируемого тепла по сравнению с известным спо- собом возрастает в 2,2 раза для полчения водяного пара давлением 2,0 ат

Кроме того, возрастает на 14%

количество утилизируемого тепла при I

охлаждении катализата в парогенераторе.

Пример 3, Стирол получают согласно предлагаемому способу. Дегидрирование проводят на катализаторе, состав которого аналогичен приведенному в примере 1, при 600°С и

давлении на входе в реактор 1,0 ата, Объемная скорость подачи сырья 0,5 ч На дегидрирование подают 100 кг/ч этилбензола. Соотношение этилбензо- ла - водяной пар выдерживают равным 1:3 по весу. Температура продуктов реакции на выходе из реактора составляет 574°С. Тепло катализата, выходящего из реактора, используют для получения водяного пара давлением 4,0-6,0 ата в котле-утилизаторе. При этом катализат охлаждают с 574 до 150°С, После отделения от катализаторной пьши катализат сжимают до давления 6,0 ата и при этом давлении конденсируют. Тепло конденсирующихся продуктов используют для получения водяного пара давлением, 3,6 ата. Доля сконденсированных продуктов от поданных на конденсацию составляют 0,862,

to

15

м -

20

25 .

30

35

я

40

45

2965574

При конденсации катализата при давлении 6,0 ата и выделяется 152400 ккал/4 тепла,

На 1 кг ткатализата при конденсации утилизируется 381 ккал/кг тепла. При охлаждении с 574 до 150°С на 1 кг каталкзата утилизируется 212 ккал/кг тепла.

За счет повышения давления на стадии конденсации катализата до 6,0 ата количество утилизируемого тепла по сравнению с известным способом возрастает в 2,7 раза для получения водяного пара давлением 3,6 ата.

Кроме того, возрастает на 22% количество утилизируемого тепла при охлаждении катализата в парогенераторе.

Пример 4, Стирол получают согласно предлагаемому способу. Дегидрирование проводят на катализаторе, состав которого аналогичен приведенному в примере 1, при 600°С и давлении на входе в реактор 1,0 ата. Объемная скорость подачи сырьяО,5ч На дегидрирование подают 100 кг/ч этил бензола. Соотношение этилбен- зол - водяной пар выдерживают равным 1:3 по весу. Температура продуктов реакции на выходе из реактора составляет , Тепло катализата, выходящего из реактора, используют для получения водяного пара давлением 4,0-6,0 ата в котле-утилизаторе. При этом катализат охлаждают с 574 до 180°С, После отделения от катализаторной пыли катализат сжимают до давления 8,0 ата и при этом давлении конденсируют. Тепло конденсирующихся продуктов используют для получения водяного пара давлением 5,0 ата. Доля сконденсированных продуктов от поданных на конденсацию составляет 0,938,

При конденсации катализата при давлении 8,0 ата и выделяется 165840 ккал/кг тепла.

На 1 кг катализата при конденсации утилизируется 415 ккал/кг тепла. При охлаждении с 574 до 180°С на 1 кг катализата утилизируется 198 ккал/кг тепла.

За счет повьшения давления на стадии конденсации катализата до 8,0 ата количество утилизируемого тепла по сравнению с известньм способом возрастает в 2,9 раза для получения водяного пара давлением 5,0 ата.

Кроме того, возрастает на 14% количество утилизируемого тепла при охлаждении катализата в парогенера- 5 торе.

Согласно предлагаемому способу давление катализата после охлаждени55 до ISO-ISO C составляет 0,4-0,5 ата,

Охлаждение катализата до 150-180 С fO необходимо для получения вторичного водяного пара давлением 4-6 ата. Полученный пар используется в данном процессе, и его давление определяется гидравлическим сопротивлением кон- i5 струкционных устройств, Ут1шизацию тепла осуществляют в две ступени; при охлаждении с 574 до 150-180 С и получением вторичного водяного пара давлением 4-6 ата; при конденсации катализата при давлении 3-8 ата и 130-150°С с получением вторичного водяного пара давлением ата. Указанные интервалы давлений и темпе8 ата нецелесообразно, поскольку это приводит к увеличению энергозат рат на компри1 1ирование; кроме того, отсутствует необходимость получения вторичного пара давлением вьше 2-5 ата,

Поэтому связи между температурой, до которой охлаждается катализат, и интервалом давлений при его конден- сатцди не существует.

Таким образом, использование предлагаемого способа получения стирола с конденсацией продуктов реакции при давлении 3,0-8,0 ата позволяет в 2,2-2,9 раза увеличить количество утилизируемого тепла.

Формула изобретения

Способ получения стирола каталити- 20 ческим дегидрированием этилбензола в присутствии водяного пара, включающий конденсацию продуктов реакции охлаждением путем косвенного теплообмена с паровым конденсатом, о т ратур при конденсации катализата выб 25 ли чающийся тем, что, с цераны исходя И2 условий обеспечения конденсации, расхода электроэнергии и использования получаемого вторичного водяного пара в процессе. Так,, при 130°С и Р 2 ата катализат не конденсируется. Увеличением давления конденсации катализата более

8 ата нецелесообразно, поскольку это приводит к увеличению энергозат рат на компри1 1ирование; кроме того, отсутствует необходимость получения вторичного пара давлением вьше 2-5 ата,

Поэтому связи между температурой, до которой охлаждается катализат, и интервалом давлений при его конден- сатцди не существует.

Таким образом, использование предлагаемого способа получения стирола с конденсацией продуктов реакции при давлении 3,0-8,0 ата позволяет в 2,2-2,9 раза увеличить количество утилизируемого тепла.

Формула изобретения

Способ получения стирола каталити- ческим дегидрированием этилбензола в присутствии водяного пара, включающий конденсацию продуктов реакции охлаждением путем косвенного теплообмена с паровым конденсатом, о т 30

лью сокращения энергозатрат, охлаж- дение ведут до 150-180°С, охлажден- ный продукт комприг-даруют до давления 3-8 ата и подают на дбполнитель кую конденсацию, которую проводят косвенным теплообменом с паровым конденсатом

&

Изобретение относится к области получения стирола каталитическим дегидрированием этилбёнэола и может быть использовано в производствах стирола и других винилароматических углеводородов. Цель - сокращение энергозатрат за счет использования тепла продуктов дегидрирования этил- бензола. Поставленная цель достигнута способом получения стирола каталитическим дегидрированием этилбензола в присутствии водяного пара при . Конденсацию продуктов реакции ведут охлаждением за счет косвенного теплообмена с паровьв конденсатом до 150-180 С с последующим комп- римированием до давления 3-8 ата. После этого продукт конденсируют с помощью косвенного теплообмена с па-, ровым конденсатом. Способ предусматривает использование тепла катализа- та для подогрева исходаых реагентов, а тепла конденсации - для долучения водяного пара низкого давления 0,7- 0,91 ата. Таким образом, за счет повышения давления на стадии конденсации утилизируется 306 ккал/кг (против 14.0 ккал/кг) тепла, а при охлаждении катализата - 198 ккал/кг (против 140 ккал/кг). 1 ил. (Л to CD О) 01 ел

Редактор А,0гар

Составитель Е Горлов Техред А.Кравчук

Заказ 715/27 Тиразк 372Подписное

ВНИ.Ш1И Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 1-35, Раушская наб„, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Обручар