1) Получение стирола методом окисления этилбензола и пропилена.

Одновременно этим методом получают два ценных продукта - окись пропилена и стирол

При этом выход окиси пропилена невысок. Этот метод разработан фирмой Halcon (США). Реакция эпоксидирования протекает с высокой скоростью и селективностью только в присутствии растворимых катализаторов (солей молибдена, вольфрама, ванадия, титана, ниобия и др.). Могут использоваться нафтенаты, которые имеют практическое значение. Наиболее эффективны по скорости и селективности растворимые соли молибдена и вольфрама. Высокие селективность и выход пропиленоксида в присутствии солей молибдена и вольфрама объясняется тем, что в растворах этих солей непроизводительный распад органического пероксида минимальный и, соответственно, селективность наибольшая.

Процесс осуществляют в жидкой фазе при 2-5 кратном избытке олефина по отношению к гидропероксиду и 80-110°С. Давление 2-7МПа. Количество катализатора 0,001-0,005 моль на 1 моль гидропероксида. Время реакции до 2 часов. Степень превращения ГПЭБ в стирол - 95% (мол). Селективность по ГПЭБ 80-90% (мол). В продуктах реакции почти отсутствуют высококипящие продукты.

Достоинства метода: высокий выход продуктов (90%); малое количество отходов; одновременный синтез двух целевых продуктов; высокая степень чистоты продуктов; мягкие условия; смесь в. п. +Э.Б. +О2 позволяет устранить обратимость, эндотермичность, повысить конверсию, снизить энергозатраты.

Недостатки:

т.к. в процессе применяется кислород при температуре реакции есть риск взрывоопасности;

кислород дорогой продукт.

2) Дегидрирование этилбензола до стирола на оксидных катализаторах.

С6H5CH2CH3 > C6H5CH=CH2

Достоинства метода:

при разбавлении водяным паром снижается парциальное давление и повышается глубина превращения сырья;

реакция идет с увеличением объема и поглощением тепла, т.е. с увеличением температуры и уменьшением давления увеличивается степень превращения. Недостатки метода: большой расход греющего пара на стадии дегидрирования.

Сравнительная характеристика основных условий и показателей процесса дегидрирования этилбензола в стирол.

2. Технологическая схема процесса

На рисунке 1 приведена схема дегидрирования этилбензола в стирол.

Этилбензольная шихта, представляющая собой смесь этилбензола-ректификата и возвратного этилбензола, подогревается до 80°С в теплообменнике 1 за счет теплоты воды, отходящей из отстойника 14, и поступает в испаритель 2, где шихта подогревается до температуры кипения, испаряется, и пары шихты частично перегреваются. Испарение осуществляется в токе водяного пара, за счет тепла конденсации греющего водяного пара, подаваемого в межтрубное пространство испарителя 2.

Из испарителя пары шихты, перегретые до 210°С, поступают в перегреватель 3, где перегреваются до 550°С за счет тепла контактного газа, поступающего из реактора 4. Затем перегретые пары этилбензольной шихты поступают в смесительную камеру реактора 4, где смешиваются с перегретым водяным паром с температурой 630°С, который поступает из печи 5 (печь цилиндрическая с верхним отводом дымовых газов - на схеме не показано, и вертикальными трубами радиантного змеевика). Соотношение этилбензол: в. п. на входе в реактор составляет 1: 3 (по массе). Смесь паров на входе в реактор имеет температуру 600°С. Контактный газ (температура на выходе из реактора понижается до 565°С за счет эндотермической реакции и теплопотерь) из реактора 4 проходит трубное пространство подогревателя 3, отдает свое тепло этилбензольной шихте, поступающей из испарителя 2, и далее в трубное пространство котла утилизатора 6, где тепло используется для получения водяного пара с давлением 4кг*с/см2 из парового конденсата.

Охлажденный до 180°С контактный газ из котла утилизатора 6 направляется в пенный аппарат 7, где охлаждается до 115°С и очищается от катализаторной пыли. После пенного аппарата контактный газ поступает на трехступенчатую конденсацию. На первой ступени конденсация контактного газа проводится при 60°С в конденсаторах воздушного охлаждения 8, на второй ступени - при 40°С в водяных конденсаторах 10 с промежуточным выделением конденсата в сепараторах 9 и 11 и на третьей ступени после компрессора 12 - в рассольных конденсаторах 13. Полученные конденсаты поступают на расслаивание в отстойник 14, откуда верхний слой - углеводородный конденсат - отправляется на ректификацию, а нижний слой - водный конденсат - в пенный аппарат.

3. Исходные данные для расчета материального баланса установки