Лекция 30. Дегидрирование ароматических углеводородов

============================================================

Процесс дегидрирования ароматических углеводородов имеет основное практическое значение при получении стирола и —метил— стирола из этилбензола и нзоопропилбензола. Для дегидрирования применяют реакторы адиабатическкого типа по принципу действия сходные с реакторами дегидрирования бутиленов в бутадиен и изоамиленов в изопрен. Реактор представляет собой цилиндрический аппарат с коническим днищем, футерованый изнутри огнеупорным кирпичом. Недостатком является резкий перепад температуры по высоте слоя катализатора (до 50⁰С), что не позволяет достигнуть высокой степени конверсии и заставляет использовать большой избыток водяного пара. Разработана конструкция двухступенчатого реактора с секционированным введением водяного пара перед каждой полкой, что приближает условия работы к изотермическому режиму.

Технология процесса. Этилбензольная шихта (этилбензол-ректификат + возвратный этилбензол) подогревается в теплообменнике до 80⁰С, поступает в испаритель < 210⁰С), затем в предварительный перегреватель (перегрев продуктами дегидрирования из реактора до 550⁰С), затем — в смесительную камеру реактора, где смешиваются с с перегретым в трубчатой печи до 630⁰С водяным паром.

Соотношение этилбензола и водяного пара на входе в реактор 1:3 по массе. Смесь паров на входе в реактор имеет температуру 600⁰С.

Контактный газ из 1 ступени реактора с Т=565⁰С подогревается в межступеньчатом перегревателе вновь до 630⁰С и подается на 2 ступень реактора. Продукты реакции охлаждаются в котле-утилизаторе до 180⁰С и поступают на 3-ступеньчатую конденсацию (воздушные—до 60⁰С; водяные—до 40⁰С и рассольные конденсаторы) и разделяются в отстойниках на углеводородный и водный конденсат.

Выделение стирола из катализата (печного масла) осложнено его полимеризацией при Т>90⁰С и наличием дивинилбензола, активирующего этот процесс. Поэтому стирол выделяют вакуумной ректификацией (Р=1,3—2 кПа) с введением ингибиторов полимериза­ции фенольного типа. Установка состоит из 3-4 ректификационных колонн. На 1 выделяют бензол—толуол—ксилольная фракция, на 2— этилбензол, на 3 и 4 — стирол (с 3 колонны стирол направляют в рецикл). Вакуум создается пароэжекционными установками. КОРС используют для получения лакокрасочных материала.

Выделение —метилстирола проводится аналогично, но с меньшими трудностями, т.к. он менее подвержен полимеризации.

Показатели процесса дегидрирования этилбензола при 600⁰С на калий- железоокисном катализаторе К-24 при разбавлении 18 моль/моль (m-масса катализатора, F—мольная скорость подачи сырья):

Показатели процесса дегидрирования этилбензола

Таблица 30.1

V, 1/ч	m,/F, кгч/моль	Состав печного масла, % масс.				С, % мол.	К, % масс.
		бензол	толуол	ЭБ	St
0,5 1,0 3,0 6,0	260 127,5 43,5 22,7	1,6 1,0 - -	4,0 3,1 - -	28,0 32,0 62,6 75,1	6,65 63,8 37,4 24,9	92,2 92,2 99,0 99,3	72,2 68,2 37,9 25,4

Приложение 1

Объем производства продуктов отрасли в мире [5]

Продукты, тыс. т	Англия	Италия	США	Франция	ФРГ	Япония	Всего в мире
Этилен Пропилен Дивинил Бензол Толуол Ксилолы Этилбензол Стирол Акрилонитрил Винилхлорид Фенол Нафталин Циклогексан Оксид этилена Оксид пропилена Этиленгликоль Уксусная кислота Ацетальдегид Формальдегид Метанол Этанол Высшие спирты Изо-пропанол Бутанол Этилацетат Бутилацетат Ацетон Фталевый ангидрид Малеиновый ангидрид ПОЛИМЕРЫ: Пластмассы и смолы синтет. волокна полиэтилен полипропилен СК НК	2260 800 >350 1400 880 - >256 400 - 500 250 100 - >280 - 240 - 338 >560 220 225 >225 - - 230 >100 >20 2500 600 830 330 91	2323 1700 195 1275 600 874 570 310 345 >730 240 >13 - >110 1090 >62 220 340 300 >367 110 360 40 >70 45 12 250 >147 >28 3800 500 >420 432 67	18100 8200 1590 7800 7200 3050 4330 4000 1496 1975 1170 338 >804 2740 >300 1760 1150 704 3470 5580 910 >451 950 270 83 60 1235 680 229 11900 4800 6750 2250 1459	3530 1100 260 940 180 380 >195 >260 - >462 160 55 - >100 - >55 285 320 280 >374 330 >260 240 >56 22 5 170 120 >44 2300 340 >900 >20 18		2070 4500 600 2927 1060 2280 876 2536 900 2780 250 >109 975 699 - 540 878 620 >900 2169 120 442 45 250 >46 23 250 460 120 8000 1300 2070 1386 23	49500 23800 6500 66000 >9100 6000 10000 6000

Приложение 2.