Способ получения стирола

 

Изобретение относится к каталитическим процессам, в частности получению стирола каталитическим дегидрованием этилбензола на железоокисных катализаторах при температуре 560 - 640^oC в присутствии водяного пара с последующим выделением стирола из продуктов дегидрирования этилбензола (печного масла) путем многоступенчатой ректификации с последовательным выделением бензолтолуольной фракции, возвратного этилбензола и стирола-ректификата. Сущность изобретения заключается в том, что, с целью повышения конверсии этилбензола на стадии дегидрирования этилбензола на железоокисном катализаторе, содержание стирола в этилбензольной шихте, поступающей в реактор дегидрирования, поддерживается на уровне не выше 0,15 мас.%, что позволяет повысить конверсию этилбензола с 62,9 до 67,9 мас.%.

Изобретение относится к области каталитических процессов, а именно получению стирола каталитическим дегидрированием этилбензола, и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Известны способы получения стирола каталитическим дегидрированием этилбензола на железоокисных катализаторах при температурах 560 - 640^oC в присутствии водяного пара с последующим выделением стирола из продуктов дегидрирования этилбензола путем многоступенчатой ректификации с последовательным выделением бензолтолуольной фракции, возвратного этилбензола и стирола-ректификата. Кубовый продукт колонны выделения стирола-ректификата подвергается дополнительной отгонке с возвратом отогнанного стирола в колонну выделения стирола-ректификата.

Кирпичников П.А. и др. "Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука", Л., "Химия", 1980, с.100.

Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1991, 8, с. 100 - 102.

В известных способах получения стирола содержание стирола в возвратном этилбензоле достигает до 1,5 мас.%, что приводит при его смешении со свежим этилбензолом к содержанию стирола в этилбензольной шихте, поступающей в реактор дегидрирования, на уровне 0,4 - 0,4 мас.%. Конверсия этилбензола по данному способу обычно не превышает 60 мас.% Патент США N 3326996, кл. 260-669, опубл. 1967.

Э.М.Ривин и др. "Производство стирола", М., ЦНИИТЭнефтехим, 1996, с.38.

Задачей изобретения является повышение эффективности процесса, заключающееся в повышении конверсии этилбензола на стадии дегидрирования.

Поставленная задача достигается описанным способом получения стирола каталитическим дегидрированием этилбензола в присутствии водяного пара с последующим разделением продуктов дегидрирования этилбензола путем многоступенчатой ректификации с выделением бензолтолуольной фракции, этилбензольной фракции-рецикла, возвращаемой на смешение с исходным свежим этилбензолом на вход в реакторный блок, и стирола - ректификата, путем поддержания концентрации стирола в этилбензольной шихте на уровне не выше 0,15 мас.%.

Как показали исследования, снижение содержания стирола в этилбензольной шихте до уровня 0,15 мас.% дает возможность значительно повысить конверсию этилбензола, что объясняется, по-видимому, тормозящим влиянием стирола в сырье, в результате адсорбции его на каталитических центрах из-за различий в абсорбционных коэффициентах стирола и этилбензола. Снижение концентрации стирола в этилбензольной шихте ниже указанного предела не приводит к существенному изменению конверсии этилбензола, но вызывает значительные технические трудности при реализации изобретения.

Известно, что для разделения пары этилбензол - стирол, близкими температурами кипения требуются колонны с большим числом тарелок. Так, на практике в промышленности при остаточном содержании стирола в возвратном этилбензоле на уровне 1,5 мас.% используются колонны с не менее 70 тарелками. Поэтому колонну выделения возвратного этилбензола часто выполняют "разрезной", состоящей из двух колонн, установленных последовательно.

А. К. Резова и др. "Получение стирола и ингибирование его самопроизвольной полимеризации", М., ЦНИИТЭнефтехим, 1974, с. 23.

Реализация настоящего изобретения, а именно поддержание концентрации стирола в этилбензольной шихте на уровне 0,15 мас.%, потребует снижения содержания стирола в возвратном этилбензоле до уровня не выше 0,5 мас.%. Снижение концентрации стирола в возвратном этилбензоле до такого уровня при использовании обычных ректификационных колонн потребовало бы значительных капитальных и энергетических затрат, что снизило бы эффективность данного изобретения.

Полная эффективность осуществления данного изобретения достигается при использовании специальной регулярной насадки, устанавливаемой в колоннах разделения вместо обычных ректификационных тарелок. Применение регулярной насадки, например типа инталокс фирмы Нортон, позволяет после замены существующих тарелок в действующей колонне резко повысить эффективность колонны, уменьшить гидравлическое сопротивление при той же производительности, снизить температуру в кубе колонны и потери стирола в виде полимера. Благодаря проведению такой замены содержание стирола в возвратном этилбензоле можно снизить до требуемого согласно данному изобретению значения без значительных капитальных затрат.

Э. М. Ривин и др. "Производство стирола", М., ЦНИИТЭнефтехим, 1996, с. 43.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами: Пример 1 (сравнительный). Этилбензольная шихта, полученная после смешения свежего и возвратного этилбензола, с содержанием стирола в смеси 0,5 мас. %, подвергалась дегидрированию на железоокисном катализаторе MST-75 в изотермическом реакторе. Процесс осуществлялся при температуре 600^oC, массовом соотношении сырье : водяной пар, равном 1 : 2, и объемной скорости подачи этилбензольной шихты 1 час - 1. Конверсия этилбензола составила 62,9 мас. % при селективности превращения этилбензола в стирол 96,7%.

Пример 2. Этилбензольная шихта, полученная после смешения свежего и возвратного этилбензола, с содержанием стирола в смеси 0,15 мас.% подвергалась дегидрированию на железоокисном катализаторе MST-75 в изотермическом реакторе. Процесс осуществлялся при температуре 600^oC, массовом соотношении сырье : водяной пар, равном 1 : 2 и объемной скорости подачи этилбензольной шихты 1 час - 1. Конверсия этилбензола составила 67,9 мас.% при селективности превращения этилбензола в стирол 96,7%.

Таким образом, как видно из представленных данных, снижение концентрации стирола в этилбензольной шихте до уровня 0,15 мас.% приводит к повышению конверсии этилбензола в стирол.

Формула изобретения

Способ получения стирола каталитическим дегидрированием этилбензола в присутствии водяного пара с последующим выделением бензолтолуольной фракции, возвратной этилбензольной фракции и стирола-ректификата, отличающийся тем, что концентрация стирола в этилбензольной шихте, поступающей в реактор дегидрирования, поддерживается на уровне не выше 0,15 мас.%