Курсовая работа / Производство стирола - 2003 / Алексей-ОХТ / Соколов14

Рис. 6. Принципиальная схема получения сти­рола:

/ — контактный аппарат; 2 — теплообменник; 3 — подогреватель; 4 — холодильник; 5 — газо­сепаратор; 6 — сепаратор воды; 7 — смеситель;

8, 9, 10 — реактификационные агрегаты; а — бензол; б — водяной пар; в — водородсо-держащие газы; г — вода; д — ингибитор; е — оборотный бензол; ж — «печное масло»; з — стирол-сырец; и — товарный стирол; к — кубо­вый остаток.

золом подвергается диспропор-ционированию на отдельной установке при использовании в качестве катализатора цеолитов, хлорида алюминия, оксидов ме­таллов на силикагеле [18]. Про­цесс не имеет отходов, так как единственный отход производст­ва— кубовый остаток от ректификации — используется как топ­ливо.

Г~ Производство к потребление стирола. Основным процессом получения стирола в промышленности остается каталитическое дегидрирование. Увеличению равновесного выхода стирола благо­приятствует повышение температуры и понижение давления. По­этому дегидрирование ведут при температуре около 600 ^РС, ис­пользуя разрежение или подачу острого пара. Выход стирола за проход составляет 25—35%. Катализатором служат смеси окси­дов железа и хроад, продотированные, например, карбонатом ка­лия. Ректификация стирола-сырца проводится в вакууме при до­бавлении ингибиторов полимеризации. Принципиальная схема процесса представлена на рис. 5. Сравнительно небольшая разни-^ ца температур кипения стирола и этилбензола требует примене-V ния высокоэффективных ректификационных колонн.

Лучшие современные предприятия по производству стирола характеризуются следующими расходными показателями на 1 т стирола:

кВт-ч 65 . . 6,35

Электроэнергия, Топливо, ГДж

Этилен, т .... 0,307 Бензол, т . . .0,820

Пар (Р=0,53 МПа) 1,70

Перспективным методом производства стирола является окис­лительное дегидрирование этилбензола диоксидом серы — необра­тимый процесс, малочувствительный к примесям, содержащимся в этилбензоле, и позволяющий получить стирол с высоким выхо­дом [19]. Перспективен и процесс сопряженного окислительного дегидрирования, по которому получают стирол и оксид пропилена [13; 20, с. 206—207]. По этой технологии сооружен ряд крупных

производств и, в частности, в Нидерландах цех производительно­стью 330 тыс. т стирола и 125 тыс. т оксида пропилена в год [21]. Фирма Тогау (Япония) разработала процесс непосредственно­го извлечения стирола из жидких продуктов пиролиза углеводо­родного сырья экстрактивной ректификацией с диметилацетами-дом [22]. По данным фирмы, процесс обладает хорошими техни­ко-экономическими показателями. На установке пиролиза произ­водительностью по этилену 300—400 тыс. т можно получить 15— 30 тыс. т стирола. Дальнейшее совершенствование метода дало возможность повысить первоначально недостаточную степень чи­стоты продукта [23]. До сих пор метод применяется только на за­воде фирмы, разработавшей его, но ожидается, что он может по­лучить широкое распространение [24].

По прогнозам общее потребление стирола в капиталистических странах воз­растает с 6,9 млн. т в 1974 г. до 10,1 млн. т в 1978 г. и до 15,4 млн. т в 1984 г. [13]. Полистирол общего назначения и ударопрочный используется в автомо­билестроении, электро- и радиотехнике, строительной промышленности, при про­изводстве бытовых товаров и упаковки. По данным [3], производство его в США с 2,27 млн. т в 1975 г. возрастет до 5,8 млн. т в 1985 г. и до 11 млн. т в 2000 г. Высокой термо- и химической стойкостью обладают сополимеры сти­рола с акрилонитрилом и бутадиеном (смолы АБС и САН). Вместе с дивинил-бензолом в виде стиролдивинилбензольных сополимеров стирол используется в производстве ионообменных смол. Наконец, достаточно крупным остается произ­водство бутадиенстирольного каучука. Структура потребления стирола в США дана ниже [13]:

Тыс. т/год %

Полистирол обычный . . 656,4 25

Полистирол ударопрочный и модифицированный

каучуком 813,9 31

Бутадиенстирольный каучук и латекс .... 367,6 14

Смолы АБС и САН . 262,6 10

Ненасыщенные полиэфирные смолы .... 157,5 6

Стиролбутадиеновые смолы 183,8 7

Прочие области потребления 183,8 7

Коэффициенты замены различных материалов полистиролом и смолами ха­рактеризуются следующими цифрами (в т/т) [4]:

Пластики

абс 5,6

Пенополи-стирол

5,6

Полистирол

Сталь

Чугун

Алюминий

Латунь .

Бронза .

Древесина

Стекло

2,8 5,0 2,0

4,1

8,9

9,3 1,7 1,2

Производство и потребление фенола. Стирол является практи­чески единственным продуктом, получаемым из этилбензола, а изогаропилбензол почти весь перерабатывается в фенол. Техноло­гия производства изопропилбензола в основном подобна техноло­гии получения этилбензола |и поэтому здесь не рассматривается.