Способ выделения стирола из продуктов дегидратации метилфенилкарбинола

 

Использование: нефтехимия. Сущность изобретения: продукты дегидратации метилфенилкарбинола подают в колонну очистки стирола от легких примесей. Кубовую жидкость колонны - стирол - сырец направляют в колонну выделения стирола-ректификата, кубовую жидкость направляют на выделение ацетофеноновой фракции, с вержа отводят целевой продукт. Способ позволяет упростить технологическую схему процесса и сократить потери целевого продукта. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к процессам выделения стирола из продуктов дегидратации метилфенилкарбинола.

Основные стадии процесса получения стирола: окисление этилбензола воздухом в гидропероксид, эпоксидирование пропилена для получения оксида пропилена и метилфенилкарбинола (МФК), дегидратация образующегося МФК с получением стирола.

Дегидратация МФК осуществляется в присутствии катализатора - оксида алюминия при 250-320^oС и сопровождается рядом побочных реакций с образованием ацетофенона, этилбензола, водорода, бензола, бензойной кислоты, альфа-метилстирола, бензальдегида, пропионового альдегида и других соединений.

В процессе выделения стирола из продуктов дегидратации МФК (на стадиях щелочной отмывки и ректификации) пропионовый альдегид в результате альдольной конденсации превращается в метилэтилакролеин (МЭАК), температура кипения которого (139^oС) близка к температуре кипения стирола (145^oС). Эта примесь ускоряет полимеризацию стирола, что вызывает трудности при его переработке, поэтому содержание метилэтилакролеина в стироле не должно превышать 60 ррт (ГОСТ 10003-90). Для достижения необходимого качества мономера требуется увеличение флегмового числа, что приводит к дополнительному расходу энергии и повышению себестоимости продукции.

Другими недостатками этого способа являются высокая температура в кубе колонны выделения стирольной фракции и длительное время пребывания стиролсодержащих смесей в зоне высоких температур, что приводит к самопроизвольной полимеризации мономера и большому расходу энергии.

Известен способ выделения стирола из продуктов дегидратации МФК (Патент РФ N 2043325, кл. С 07 С 15/46, 1995), включающий стадии выделения фракции МФК с ацетофеноном, фракции легколетучих углеводородов и стирола, согласно которому на первой стадии выделения в качестве бокового отбора отделяют фракцию, обогащенную стиролом (60-80% продуктов дегидратации МФК), с последующей ректификацией ее на второй стадии, при этом часть легколетучих углеводородов рециркулируют со второй стадии на первую, а тяжелокипящие по отношению к стиролу примеси возвращают на первую стадию после выделения из боковой фракции стирола.

Недостатками этого способа являются достаточно сложная технологическая схема и накопление легколетучих примесей, в том числе и пропионового альдегида. Таким образом, известный способ не позволяет решить задачу снижения содержания метилэтилакролеина в мономере-сырце.

Задачей изобретения является упрощение технологической схемы и снижение образования метилэтилакролеина в процессе ректификации.

Сущность изобретения заключается в том, что выделение стирола из продуктов дегидратации МФК осуществляют методом ректификации путем подачи в колонну очистки стирола от легких примесей. Кубовую жидкость колонны очистки - стирол-сырец направляют в колонну выделения ацетофеноновой фракции, а с верха отводят целевой продукт.

Пример 1 (по прототипу). Продукты парофазной дегидратации метилфенилкарбинола (контактный газ) после охлаждения и отмывки от катализаторной пыли и кислых примесей острым водяным паром и отделения от воды подается в ректификационную колонну 2 (фиг.1), паровой поток в исчерпывающей части которой создают с помощью кипятильника. Кубовый остаток колонны отводят в отстойник 5, воду из него выводят, а углеводороды направляют в колонну 8, предназначенную для выделения ацетофенона и метилфенилкарбинола.

Легколетучие углеводороды, преимущественно этилбензол, отводят с верха колонны 2, конденсируют в дефлегматоре и подают в отстойник. Из последнего выводят воду, а углеводороды частично возвращают в колонну в качестве флегмы.

Боковой погон из колонны 2 отбирают в жидкой фазе и после отстойника, из нижней части которого выводят воду, подают в следующую ректификационную колонну 20. Часть легколетучей фракции после конденсации в дефлегматоре 22 используют в виде флегмы в колонне 20, другую рециркулируют в колонну 2. Кубовая жидкость колонны 20 направляется в следующую ректификационную колонну 25, предназначенную для выделения стирола-ректификата.

Кубовый остаток указанной колонны возвращают в колонну 2. Пары стирола-ректификата с верха колонны 25 конденсируют и выводят из системы.

Содержание МЭАК в потоках установки ректификации выделения стирола по этому способу, мас.%: в контактном газе (питание колонны 2) 0,0006; в дистилляте кол.2 0,0059; в стироле-ректификате 0,0030.

Пример 2. Продукты парофазной дегидратации метилфенилкарбинола (контактный газ) после охлаждения и отмывки от катализаторной пыли и кислых примесей острым водяным паром и отделения от воды собираются в емкости Е-1 (фиг. 2), откуда насосом Н-1 непрерывно откачиваются в сборник катализата Е-2.

После предварительного подогрева до 70-75^oС, катализат из емкости Е-2 насосом Н-2 подается в колонну Кт-10, предназначенную для очистки стирола от легких примесей. Пары легких примесей после конденсации Н-11 частично возвращаются в колонну Кт-10 в виде флегмы, избыток этилбензольной фракции направляется на переработку в отделение гидрирования ацетофенона. Кубовая жидкость колонны (стирол-сырец) направляется в колонну Кт-11, предназначенную для выделения стирола-ректификата. Пары стирола-ректификата с верха колонны после конденсации подаются насосом Н-17 в колонну в виде флегмы, а избыток - на склад готовой продукции. Кубовая жидкость насосом Н-18 откачивается в линию питания роторно-пленочного испарителя Кт-15 для извлечения из нее ацетофеноновой фракции. Режимы работы колонн ректификации выделения стирола по предлагаемому способу приведены в таблице.

Содержание МЭАК в потоках установки ректификации выделения стирола по предлагаемому способу, мас.%: Н-1 отсутствует; Н-2 0,0006; Н-11 0,06; Н-17 отсутствует.

Из приведенных данных видно, что по предлагаемому способу МЭАК, поступающий на ректификацию, выводится с этилбензольной фракцией. В стироле-ректификате метилэтилакролеин отсутствует.

Дополнительными преимуществами предлагаемого способа выделения стирола является понижение температуры в кубе колонны очистки стирола от легких примесей на 30^oС, скорость полимеризации мономера при этом уменьшится в 10 раз. И даже при повышении температуры в колонне очистки стирола от тяжелых примесей на 20^oС суммарные потери стирола на полимеризации будут меньше в 2-3 раза, так как увеличение содержания полимера в кубовой жидкости колонны очистки стирола от тяжелых примесей объясняется главным образом его концентрированием.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить качество стирола-ректификата, существенно упростить технологическую схему процесса выделения стирола, получаемого совместно с оксидом пропилена, также сократить потери целевого продукта в результате его самопроизвольной полимеризации.

Формула изобретения

Способ выделения стирола из продуктов дегидратации метилфенилкарбинола методом ректификации путем подачи в колонну очистки стирола от легких примесей, выделения стирола-сырца, кубовой жидкости, направляемой на выделение ацетофеноновой фракции, отличающийся тем, что кубовую жидкость колонны очистки - стирол-сырец направляют в колонну выделения стирола-ректификата, кубовую жидкость которой направляют на выделение ацетофеноновой фракции, а с верха отводят целевой продукт.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3