Способ получения стирола

 

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 этилбензола. 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 компримированием до давления 3-8 ата. После этого продукт конденсируют с помощью косвенного теплообмена с па-, ровым конденсатом. Способ предусматривает использование тепла катализата 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИ („„SU„„1296557

А1 (5D 4 С 07 С 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъв5 ;ii:.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3838883/23-04 (22) 26.07 ° 84 (46) 15.03.87. Бюл. В 10 (72) В.А.Комаров, Г.П.Осипов, Г,Р.Котельников и Е,С,Нефедов (53) 547.538.141 (088.8) (56) Юкельсон И.И. Технология основного органического синтеза. М.: Хи:мия, 1968, с. 197-209.

Патент США У 3515765, кл. 260-669, 1970. (S4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА (57) Изобретение относится к области получения стирола каталитическим дегидрированием этилбенэола и может быть использовано в производствах стирола и других винилароматических . углеводородов, Цель — сокращение энергозатрат за счет использования тепла продуктов дегидрирования этилбензола. Поставленная цель достигнута способом получения стирола каталити" ческим дегидрированием этилбензола в присутствии водяного пара при

600 С. Конденсацию продуктов реакции ведут охлаждением sa счет косвенного теплообмена с паровым конденсатом до 150-180 С с последующим компрнмированием до давления 3"8 ата.

После этого продукт конденсируют с помощью косвенного теплообмена с па-, ровым конденсатом. Способ предусматривает использование тепла катапиэата для подогрева исходных реагентов, а тепла конденсации - для получения

\ водяного пара низкого давления 0,70,91 ата. Таким образом, за счет повышения давления на стадии конденса- . ции утилизируется 306 ккал/кг (против 140 ккал/кг) тепла, а при охлаждении катализата - 198 ккал/кг (про" тив 140 ккал/кг). 1 ил.

1 12965

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 тепла продуктов дегидрирования этилбензола. 10

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, поступающего в аппарат 7 по линии 8, теплообменом с катализатом через

25 стенку. Пар из котла-утилизатора 7 по линии 9 направляется в процесс или передается в сторону. Охлажденный катализат из аппарата 7 по линии 10 поступает в бункер-отделитель 11, в котором происходит выделение частиц

30 катализаторной пыли из катализата.

Катализаторная пыль из бункераотделителя 11 по линии 12 периодически, по мере накопления, отгружается в отвал, а освобожденный от пыли 35 катализат по линии 13 поступает на компримирование в компрессор 14, Скомпримированный катализат из аппарата 14 по линии 15 подается в котелутилизатор 16 для почти полной кон †денсации продуктов реакции при повышенном давлении. Водяной пар получают иэ парового конденсата, поступающего в котел-утилизатор 16 из линии 17, теплообменом с катализатом через стенку. Полученный пар выводится по линии 18 и направляется в процесс, а избыток передается на сторону.

Сконденсированные и частично несконденсированные 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 ?2 отводят в разделитель 23, в котором уг57 леводороды отделяют от парового конденсата, Углеводороды из разделителя 23 по линии 24 подают на фракцио нирование, 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, X: Ре О

68-72; Cr203 4-6; К,соз 19-21, а также другие добавки до 4 мас.X npu 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 этилбензол — водяной пар выдерживают равным 1:3 по весу. Температура катализата на выходе из реактора составляет 574 С. Тепло катализата используют для подогрева исходных реагентов, При этом каталиэат охлаждают с

574 до 232 С. Затем катализат быстро охлаждают до 104 С 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

104 С, необходимо поддерживать давление конденсации 1,2 ата, соответственно, давление на входе в реактор. должно составлять не менее l,8 ата.

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

При конденсации выделяется

55940 ккал/ч тепла.

На 1 кг катализата при конденсации утилизируется 140 ккал/кг тепла,при охлаждении с 574 до 232 С на 1 кг катализата утилизируется 174 ккал/кг тепла.

Пример 2, 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 этилбензол— водяной пар выдерживают равным 1:3 по весу, Температура продуктов реа„кции на выходе из реактора составляет

574 С. Тепло катализата, выходящего

1296557 из реактора, используется для получения водяного пара давлением 4,06,0 ата в котле-утилизаторе. При этом катализат охлаждают с 574 до 180 С.

После отделения от катализаторной пы- 5 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 10 сконденсированных продуктов от по- данных на конденсацию составляет

0,751.

При конденсации катализата при давлении 3,0 ата и 130 С выделяется 15

122560 ккал/кг тепла.

На 1 кг катализата при конденсации утилизируется 306 ккал/кг тепла.

При охлаждении с 574 до 180 С на 1кг катализата утилизируется 198 ккал/кг 20 тепла.

За счет повышения давления на стадии конденсации катализата до

3,0 ата количество утилизируемого тепла по сравнению с известным способом возрастает в 2,2 раза для получения водяного пара давлением 2,0 ата.

Кроме того, возрастает на 14Х количество утилизируемого тепла при

1 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 этилбензола - водяной пар выдерживают равным

1;3 по весу, Температура продуктов реакции на выходе из реактора составляет 574 С. Тепло катализата, выхо-дящего из реактора, используют для получения водяного пара давлением

4,0-6,0 ата в котле-утклизаторе. При этом катализат охлаждают с 574 до

150 С. После отделения от катализаторной пыли 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.

При конденсации катализата при давлении 6,0 ата и 150 С выделяется

152400 ккал/ч тепла.

На 1 кг катализата при конденсации утилизируется 381 ккал/кг тепла.

При охлаждении с 574 до 150 С на

1 кг катализата утилизируется

212 ккал/кг тепла.

За счет повышения давления на стадии конденсации катализата до

6,0 ата количество утилиэируемого тепла по сравнению с известным способом возрастает в 2,7 раза для получения водяного пара давлением

3,6 ата.

Кроме того, возрастает на 22Х 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 сырья 0,5 ч, На дегидрирование подают 100 кг/ч этилбензола. Соотношение этилбензол — водяной пар выдерживают равным 1:3 по несу. 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

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 150 С 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 повышения давления на стадии конденсации каталиэата до

8,0 ата количество утилизируемого тепла по сравнению с известньм способом возрастает в 2,9 раза для по. . 29655

Формула изобретения

Составитель Е. Горлов

Техред А.Кравчук

Корректор А.Обручар

Редактор А.Огар

Заказ 715/27 Тираж 372 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раулская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лучения водяного пара давлением

5 0 ата.

Кроме того, возрастает на 147 количество утилизируемого тепла при охлаждении катализата в парогенераторе.

Согласно предлагаемому способу давление катализата после охлаждения до 150-180 С составляет 0,4-0,5 ата.

Охлаждение катализата до 150-180 С Ю необходимо для получения вторичного водяного пара давлением 4-6 ата, Полученный пар используется в данном процессе, и его давление определяется гидравлическим сопротивлением кон- 15 струкционных устройств, Утилизацию тепла осуществляют в цве ступени: при охлаждении с 574 до 150-180 С и получением вторичного водяного лара давлением 4-6 ата; при конденсации 20 катализата при давлении 3-8 ата и

130-150 С с получением вторичного водяного пара давлением 2-5 ата. Указанные интервалы давлений и температур при конденсации катализата выб- 25 раны исходя из условий обеспечения конденсации, расхода электроэнергии и использования получаемого вторичного водяного пара в процессе. Так„ при 130 С и Р = 2 ата катализат не 30 конденсируется. Увеличением давления конденсации каталчзата более

7 б

8 ата нецелесообразно, поскольку это приводит к увеличению энергозат рат на компримирование; кроме того, отсутствует необходимость получения вторичного napa äàâëåíèåì вьппе 2-5 ата.

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

Таким образом, использование предлагаемого способа получения стирола с конденсацией продуктов реакции

nри давлении 3,0-8„0 ата позволяет в 2,2-2,9 раза увеличить количество утилизируемого тепла.

Способ получения стирола каталитическим дегидрированием этилбензола в присутствии водяного пара, включающий конденсацию продуктов реакции охлаждением путем косвенного теплообмена с паровым конденсатом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат, охлаждение ведут до 150-180 С, охлажденный продукт компримируют до давления 3-8 ата и подают на дополнительнуи конденсацию, которую проводят косвенным теплообменом с паровым конденсатом,