-
Масштабы производства.
Крупнейшими в мире компаниями по производству стирола являются Dow Chemical (мощности в 2005 г. 1661 тыс. т/год), BASF (1560), Lyondell (1250), Shell Chemical (1270), Nova Chemical (1031 тыс. т/год). В перспективе в лидеры вырвутся англо-голландский концерн Royal Dutch/Shell (химическое отделение Shell Chemical) и немецкая химическая компания BASF, которые образовали совместную компанию Basell.
Мощности по производству стирола в России в 2012 г. составляли 600 тыс. т/год. Основное производство стирола в России сосредоточено на Нижнекамском нефтехимическом комбинате, а также в Уфе, Салавате, Перми и Ангарске. Среднегодовая мощность установок по производству стирола в России в 2013 г. снизилась до 434 тыс. т/год, при этом 60 % суммарных мощностей сосредоточены на ОАО "Нижнекамскнефтехим".
К середине 2013 г. увеличились мощности по производству стирола в Италии (на 100 тыс. т/год), Чехии (на 30 тыс. т/год), Польше (на 20 тыс. т/год) и ряде других стран.
Раздел II
-
Химическая схема получения стирола
Реакция дегидрирования этилбензола на железооксидных катализаторах сопровождается побочными реакциями деструкции (крекинга) этилбензола и взаимодействия их продуктов, приводящими к образованию бензола, толуола, а также метана, этана и оксидов углерода, переходящих в газ.
Основная реакция:
С6Н5СН2СН3↔С6Н5СН=СН2 + Н2 Н = 124 кДж/моль;
Обратимая, эндотермическая, гетерогенная, каталитическая реакция.
Побочные реакции:
C6H5C2H5 → C6H6 + C2H4 (бензол);
C6H5C2H5 → C6H5CH3 + СH4 (толуол);
C6H5C2H5 → C6H6 + C2H6 (бензол);
C6H5C2H5 → 7C + CH4 + 3H2;
-
Функциональная схема производства.
Процесс производства стирола разделен на две стадии:
-
Дегидрирование этилбензола
-
Выделение стирола-ректификата
Свежий и возвратный этилбензол, смешиваемый с паром, который вырабатывается в котле-утилизаторе, проходят через испаритель и теплообменник , обогреваемые горячей реакционной смесью.
Пары этилбензола нагреваются до 520-530ºC и смешиваются с перегретым до 700ºC водяным паром из трубчатой печи и поступают в реактор. Продукты реакции охлаждаются в теплообменнике, испарителе, котле-утилизаторе, водяном холодильнике и рассольном холодильнике.
После охлаждения продукты реакции подаются в сепаратор для отделения конденсата от газа. Углеводородный газ идет на обогрев печи. Конденсат из сепаратора поступает в сепаратор для отделения водной фазы от углеводородной (печное масло). Водный слой направляется в печь для выработки пара, печное масло – на ректификацию.
Состав печного масла:
-
Стирол (55%)
-
Остаточный этилбензол (40%)
-
Бензол (2%)
-
Толуол (2%)
-
Смолы
Во избежание полимеризации стирола в печное масло добавляют ингибитор, и ректификацию проводят в вакууме для снижения температуры процесса.
Система ректификации состоит из четырех колонн. Печное масло из сепаратора поступает в вакуум-ректификационную колонну (1), где отгоняется бензол, толуол и не прореагировавший этилбензол.
Дистиллят из вакуум-ректификационной колонны поступает в следующую колонну (2), разделяясь на бентол (безольно-толуольная фракция) и этилбензол, который подается обратно на дегидрирование. Кубовая фракция, содержащая стирол, подается из колонны(2) в колонну (3), где отгоняется остаток этилбензола и часть стирола.
Кубовая фракция колонны (сырой стирол) подается в колонну (4) для окончательной ректификации; дистиллят содержит 99,8% стирола.