Раздел II

1. Химическая схема получения стирола

Реакция дегидрирования этилбензола на железооксидных катализаторах сопровождается побочными реакциями деструкции (крекинга) этилбензола и взаимодействия их продуктов, приводящими к образованию бензола, толуола, а также метана, этана и оксидов углерода, переходящих в газ.

Основная реакция:

С₆Н₅СН₂СН₃↔С₆Н₅СН=СН₂ + Н₂ Н = 124 кДж/моль;

Обратимая, эндотермическая, гетерогенная, каталитическая реакция.

Побочные реакции:

C₆H₅C₂H₅ → C₆H₆ + C₂H₄ (бензол);

C₆H₅C₂H₅ → C₆H₅CH₃ + СH₄ (толуол);

C₆H₅C₂H₅ → C₆H₆ + C₂H₆ (бензол);

C₆H₅C₂H₅ → 7C + CH₄ + 3H₂;

2. Функциональная схема производства.

Процесс производства стирола разделен на две стадии:

1. Дегидрирование этилбензола

2. Выделение стирола-ректификата

Свежий и возвратный этилбензол, смешиваемый с паром, который вырабатывается в котле-утилизаторе, проходят через испаритель и теплообменник , обогреваемые горячей реакционной смесью.

Пары этилбензола нагреваются до 520-530ºC и смешиваются с перегретым до 700ºC водяным паром из трубчатой печи и поступают в реактор. Продукты реакции охлаждаются в теплообменнике, испарителе, котле-утилизаторе, водяном холодильнике и рассольном холодильнике.

После охлаждения продукты реакции подаются в сепаратор для отделения конденсата от газа. Углеводородный газ идет на обогрев печи. Конденсат из сепаратора поступает в сепаратор для отделения водной фазы от углеводородной (печное масло). Водный слой направляется в печь для выработки пара, печное масло – на ректификацию.

Состав печного масла:

• Стирол (55%)

• Остаточный этилбензол (40%)

• Бензол (2%)

• Толуол (2%)

• Смолы

Во избежание полимеризации стирола в печное масло добавляют ингибитор, и ректификацию проводят в вакууме для снижения температуры процесса.

Система ректификации состоит из четырех колонн. Печное масло из сепаратора поступает в вакуум-ректификационную колонну (1), где отгоняется бензол, толуол и не прореагировавший этилбензол.

Дистиллят из вакуум-ректификационной колонны поступает в следующую колонну (2), разделяясь на бентол (безольно-толуольная фракция) и этилбензол, который подается обратно на дегидрирование. Кубовая фракция, содержащая стирол, подается из колонны(2) в колонну (3), где отгоняется остаток этилбензола и часть стирола.

Кубовая фракция колонны (сырой стирол) подается в колонну (4) для окончательной ректификации; дистиллят содержит 99,8% стирола.