Способ выделения стирола

Способ выделения стирола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ СТИРОЛА из смеси стирола и этилбензола путем одноступенчатой ректификации в присутствии воды, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, в%Д1сходную смесь вводят воду в количестве 3,3-30 мас.% на смесь и ректификацию осуществляют при температуре верха колонны 36-70°С, давлении верха колонны 40-200 мм рт.ст. и температуре куба колонны 80-120 С. (Л 00 СП 4;;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И 1,О

Соотношение

15 Cmupoa

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО ДЕЛА) asOa.ETEH)4A V ОТКРЫТИЙ (21) 3391752/23-04 (22) 31,05.82 (46) 23,03.84. Бюл. 9 11 (72) Б.Р. Серебряков, Л.Б. глизандронцева, Н.A. Смирнова, П.К. Тактаров, Г.И. Джавадов, M.È. Иустафаев, Ш.С. Щеголь, А.И, Бабаев и В.С.Arapo. нов (53) 547.31(088.8) (56) 1. Патент США Р 3084108, кл. 203-91, опублик. 1963, 2. Патент США г) 3408264, кл. 203-2, опублик. 1967.

3. Мартиросян P.Ñ. Разработка оптимальной технологической схемы разделения продуктов дегидрирования этилбензола. Автореферат канд.дисс.

М., 1975 (прототип).

3(5Ц С 07 С 15 46 С 07 С 7 06 (54)(57) СПОСОБ В6ЩЕЛЕНИЯ CTHPOJIA из смеси стирола и этилбенэола путем одноступенчатой ректификации в присутствии воды, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, в исходную смесь вводят воду в количестве

3,3-30 глас.Ъ на смесь и ректификацию осуществляют при температуре верха колонны 36-70 С, давлении о верха колонны 40-200 мм рт ° ст ° и температуре куба колонны 80-120 С.

1081154

Изобретение относится к производ- ству стирола, в частности к способам выделения товарного стирола из смеси стирола с этилбензолом.

В настоящее нремя в промышленных масштабах стирол получают ката- 5 литическим дегидрированием этилбензола, также каталитической дегидратацией метилфенилкарбинола (в процессе сонместного производства окиси пропилена и стирола). Получаемый 10 стирол-сырец, в зависимости от метода и условий процесса, содержит

1 — 65 мас,Ъ этилбензола. Согласно спецификации товарный стирол должен содержать 0,2-0,4 мас.Ъ этилбензола.

Известен способ выделения стирола на одной вакуумной коЛонне, имеющей тарелки с малым гидравлическим сопротивлением (.1 3.

Однако из-за малой относительной летучести ключевой пары этилбензолстирол требуется большое количество тарелок. Обычно гидравлическое сопротивление колонны с таким числом тарелок не позволяет создать в кубе требуемый вакуум. Поэтому в прОмышленной практике применяются схемы с двойной ректификацией.

Известен также способ разделения пары этилбензол-стирол в присутствии эффективных ингибиторов полимеризации, который позволяет проводить разделение в одной колонне за счет повышения температуры куба L23

Однако энергетические затраты на получение товарного стирола при 35 этом не снижаются.

Наиболее близким к изобретению

l является способ выделения стирола из смеси стирола и этилбензола в присутствии воды, который проводят 40 при атмосферном давлении, количество подаваемой воды на разделяемую смесь постоянно и составляет

1,44 мас.ч, на 1 мас.ч. сырья.Сверху колонны отбирается смесь воды и этилбензола, снизу — водно-стирольная смесь. Ключевой парой в данном случае является: азеотроп (вода этилбензол I — вода. Температура верха колонны составляет 90-92 С, а о куба колонны 94-100 С (3).

Хотя этот способ позволяет получить стирол в соответствии с требованиями ГОСТа по содержанию этилбензола, серьезным недостатком его являются непроизнодительные затраты на испарение большого количества воды и осушку стирола.

Целью изобретения является снижение энергетических затрат, Поставленная цель достигается способом выделения стирола из смеси стирола и этилбензола путем одноступенчатой ректификации при температуре верха колонны 36-70 С, давлении верха колонны 40-200 мм рт.сТ 65 и температуре куба колонны 80-120"С в присутствии води, введенной н количестве 3,3-30 мас.Ъ на смесь °

Количество подаваемой воды находится в строгой зависимости от соотношения этилбензола и стирола в разделяемой смеси, температура верха колонны 36-70 С, низа 80-120 С.

Относительная летучесть китчевой пары разделения вода-стирол или азеотроп (вода-этилбензол) — стирол приблизительно в 2,5 раза выше относительной летучести разделения, когда ключевой парой является этилбензолстирол,и в 2 раза выше ключевой пары азеотроп (вода — этилбензол1 — вода °

Изменение ключевой пары обеспечивает значительное уменьшение Флегмового числа, что ведет к снижению энергозатрат на отделение этилбензола от стирола; исключаются энергои капитальные затраты, необходимые на осушку стирола.

Интервал соотношений этилбензол: стирол равен (0,005-1,5I :1 и охватывает следующие процессы: процесс получения стирала дегидрированием этилбензола, 0,5-1,5:1 в зависимости от конверсии этилбензола ; процесс совместного получения окиси пропилена со стиролом, 0,005- 0,05:Q процессы разделения смесей этилбензол-стирол из стирола-сырца.

На чертеже представлена зависимость количества воды от соотношения этилбензола и стирола в разделяемой смеси, Пример 1, Стирол-сырец в количестне 6000 кг/ч подают в ректификационную колонну, Колонна содержит 40 практических ступеней контакта и работает при следующих параметрах: температура верха колонны

50 С, температура в кубе колонны о

80 С, флегмовое число 5, отбор дистиллята 1000 кг/ч, отбор кубового продукта 5000 кг/ч, давление верха колонны 40 мм рт,ст.

В табл, 1 представлены составы потоков сырья и продуктов разделения: 1 вариант — разделение проводится без добавления воды; 1I вариант — в колонну подают 200 кг/ч води.

Пример 2. Данный пример отличается от примера 1 только составами потоков сырья и продуктов выделения, представленными н табл ° 2: вариант — разделение проводят без добавления воды, II вариант — в колонну подают 200 кг/ч води.

Пример 3. Органическую смесь (этилбензол и стирол в соотношении 1,5:1) в количестве 400 г/ч и воду 120 г/ч (30 мас. -. к разделяе мой смеси ) подают в колонну с 35 теоретическими ступенями контакта.

Параметры работы колонны: гемпера1081154

Т а б л и ца 1

Компоненты

Вода

15,0 0,3

Этилбензол 30,0 0,5 15,0 1,5

Стирол 5970,0 99,5 985,0 98,5 4985,0 99,7

Итого: 6000,0 100.0 1000,0 100,0 5000,0 100,0

Продолжение табл. 1

Компонент мас.%

0,06

0,10

99 ° 84

100,0

200,0 3,23 197,0 16,46 3,0

Вода

2 ° 09 5 0

Этилбензол 30,0 0,48 25,0

Стирол 5970,0 96,29 975,0 81.45 4995,0

Итого: 6200,0 100,0 1197,0 100,0 5003,0 тура верха 36 С, давление верха

60 мм рт.ст., температура куба

98 С. флегмовое число 0,5, отбор верхнего продукта 361,6 r/÷, отбор кубового продукта 158,4 г/ч.

Пример 4. Смесь этилбен,зола со стиролом в соотношении

0,67:1 в количестве 400 г/ч и воду

90 г/ч (22 мас.Ъt подают в колонну с 35 теоретическими ступенями контакта. Параметры работы колонны: температура верха 70 С, давление

200 мм рт.ст., температура куба

120 С, флегмовое число 0,72, отбор верхнего продукта 252,3 г/ч, отбор кубового продукта 237,7 r/÷.

Пример 5. Этиленбензол и стирол в соотношении 0,046:1 в коли честве 400 r/÷ и воду 30 г/ч (7,8 мас.Ъ по отношению к разделяемой смеси )подают в колонну с 35 теоретическими ступенями контакта.

Параметры работы колонны: температура верха 60 С, давление верха

125 мм рт.ст.,температура куба

110 С, флегмовое число 3, отбор верх него продукта 51,2 г/ч,отбор ку.бового продукта - 378,8 г/ч.

Составы потоков по примерам 3-5 представлены в табл. 3.

В табл. 4 приведены сравнительные данные разделения смеси этилбензола и стирола различными способами: без добавления воды, по известному и предлагаемому способам.

10 (Bo всех случаях число теоретических тарелок 35, флегмовое число

0,61, Как следует из данных табл. 4, эффект достигается в результате про. 5 ведения процесса разделения в условиях, когда ключевой парой является водастнрол или азеотроп (водаэтилбензол) — стирол, относительная летучесть которой выше, чем по известному способу. Этим достигается лучшее разделение этилбенэола, снижаются энерГозатраты на разделение и исключается стадия осушки стирола.

1081154

Т а б л и ц а 2

Компоненты

/ч мас. Ъ

Вода!

Этилбензол

90,0 1,5 65,0

5910,0 98,5 935,0

25,0 0,5

4975,0 99,5

5000,0 1 00,0

93,5

Стирол

Итого

6000,0 100,0 1000,0 100,0

Продолжение табл. 2 длагаемым способом

Компоненты

Дистилл кг7 мас

16,39 4,5

6,90 7,5

76,71 4992,0

200,0 3,23

90,0 0,48

5910 0 96,29

6200,0 100,0

Вода

Этилбензол

Стирол

Игото

100,0 5004,0 100,0

Т а б л и ц а

Разделение без добавления воды

Компоненты

Питание

Дистиллят

Куб г/ч мас.Ъ г/ч мас.Ъ г/ч мас.Ъ

К примеру 3

Вода

39,29

60,71

Этилбензол 240,0

71,15

28,85

100,0

55,0

160,0

400,0

Стирол

Итого:

85,0

140,0

100,0

К примеру 4

Вода

Этилбензол 160,0 40,0

115,0 51,11 45,0

25,71

Стирол

Итого:

240,0 60,0

400,0 100,0

110,0 48,89 130,0 74,29

225,0 100,0 175,0 100,0

К примеру 5

18,0 4,5

382,0 95,5

400,0 100,0

11,0

9,91

7,0

10С,О 90,09 282,0

111,0 100,0 289,0

Вода

Этилбен-:ол

Стирал

Итого:

60,0

40,0

100,0

196,0

82,5

917,5

1196,0

185,0

75,0

260,0

0,09

0,15

99,76

2,42

97, 58

) 0,"Ý,Ï

1081154 Продолжение табл. 3

Разделение предлагаемым способом

Компонен

Дистиллят

Питание г/ч мас.3 ф мас.%

120,0 23,08 119,97 33,18 0,03

Вода

0,02

Этилбензол 240,0

46,14 240,0 66,38

30,78 1,59 0,44 158,41

100, 0 361,6 100,0 158,44

Стирол

Итого:

99,98

100,0

160,0

520,0

0,01

90,0 18,37 89,97

0,03

35,66

63,41

Вода

Этилбензол 160,0 32,65 159,98

0,02

237,65

237,0

240,0 48,98 2,35

490,0 100,0 252,3

Стирол

Итого:

0,93

100,0

0,08

Вода 30,0 6,98 29,92

0,02

0,01

0,04

378,68

378,80

Этилбензол 17,5 4,07 17,46

CTHPoJI 382,5 88,95 3,82

99,97

100,0

Итого: 430,0 100,0 51,2

Т а б л и ц а 4

Разделение без добавки воды

Компоненты

Дистиллят Куб

1 1

Питание г/ч мас.Ъ г/ч мас.З г/ч мас.Ъ

Вода

Этилбензол

67,48

32,52

30,0 37,50

50,0 62,50

80,0 100,0

Стирол

Итого:

100,0

Продолжение табл, 4

Разделение известным способом""

Компонент

r/÷ мас.% r/÷ мас.% г/ч мас,%

297,0 59,40 128,3 54,81 168,7 63,45

Вода

113,0

90,0

500,0

7,52

29,03

20,0

22,60 93 0

18,00 12,8

100 0 234 1

77,2

265,9 100,0

Этилбензол

Стирол

Итого:

0,55

113,0

90,0

203,0

55,67

44,33

100,0

83,0

40,0

123,0

58,44

34 10

7,46

100,0

39,73

5,46

100,0

0,01

99,98

100,0

1081154

Продолжение табл. 4

Разделение предлагаемым способом

Компоненты

Питание Дистиллят

1 ) Куб г/ч

r/÷ мас.В г/ч мас,Ъ мас.Ъ

59,97 34,48

0,03

64, 95

0,57

100,0 о куба — 100 С, давление верха 60 мм рт.ст, о

100 С, давление верха 760 мм рт.ст,; соот1,44:1 мас.ч.

"температура верха колонны 64 С

" температура верха 90 С, куба ношение вода:разделяемая смесь

"""температура верха 36 С, куба ношение вода:разделяемая смесь

101 С, давление верха 60 мм рт.ст, соот= 0,297:1 мас.ч.

Составитель Е. Горлов

Редактор Н. Егорова Техред Т.Фанта Корректор C. Шекмар

Заказ 1470/20 Тираж 410 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/ ",.илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Вода

Этилбенэол

Стирол

Итого:

60,0

113,0

90,0

263,0

22, 81

42,97

34,22

100,0

112,96

1,00

173,93

0,03

0,04

89,00

89,07

0,04

99,93

100,0