Способ получения стирола

 

Использование: в процессе совместного получения окиси пропилена и стирола. Сущность изобретения: стирол получают дегидратацией метилфенилкарбинола в двухступенчатом реакторе в присутствии водяного пара с подогревом потока, выходящего с первой ступени, путем непрямого контакта с водяным паром, перегретым в однокамерной пароперегревательной печи, часть которого, а именно 5-15% от общего количества, направляется непосредственно на перегрев шихты и испарение метилфенилкарбинола.

Изобретение относится к циклическим соединениям, в частности к дегидратации метилфенилкарбинола в процессе совместного получения окиси пропилена и стирола. Цель изобретения снижение энергозатрат, повышение выходов стирола и увеличение срока эксплуатации катализатора. Предложенный способ дегидратации позволяет увеличить конверсию МФК на 3,4-5,0% что позволяет получить дополнительно и только на одном предприятии около 3500 т стирола; снизить расход водяного пара ≈ на 0,3 Гкал на 1 т стирола; снизить расход МФК на 1 т стирола ≈ на 5 кг на 1 т стирола, что эквивалентно 12 кг/т этилбензола и 10 кг/т пропилена на 1 т окиси пропилена. Поставленная цель достигается описываемым способом дегидратации метилфенилкарбинола в стирол в двухступенчатом реакторе в присутствии водяного пара с подогревом потока, выходящего с первой ступени, путем непрямого контакта с водяным паром, перегретым в однокамерной пароперегревательной печи, часть которого, а именно 5-15% от общего количества, направляется непосредственно на перегрев шихты и испарение метилфенилкарбинола. При этом открывается возможность не только эффективно использовать энергоресурсы за счет снижения разбавления МФК паром до соотношения 1:1,0-1,2, но и выдерживать оптимальный режим контактирования в каждом слое катализатора на протяжении всего срока эксплуатации катализатора. В частности, предпочтительно температуру до I слоя катализатора выдерживать на 10-20^oC выше соответствующей температуры во II слое. Регулирование температуры осуществляется с помощью заслонки с неполным закрытием. Применять технологическую схему, представленную в этом изобретении, т.е. перепускать перегретый пар непосредственно в смеситель перед первым реактором в заявляемом способе нецелесообразно из-за высоких температур кипения компонентов сырья (выше 200^oC при атмосферном давлении) и ограничения температуры испарения из-за возможного разложения метилфенилкарбинола, что требует подачи водяного пара в испаритель в соотношении с шихтой 1-1,2:1 (массовое). На чертеже дана технологическая схема способа дегидратации метифенилкарбинола в стирол. По данному способу фракция метилфенилкарбинола 1 смешивается с водяным паром, подогревается и испаряется в испарителе 2, откуда по линии 3 направляется в перегреватель шихты 4, а затем по линии 5 в первый по ходу реактор 6. Дегидратация МФК проводится на катализаторе окиси алюминия при температуре до слоев катализатора в диапазоне 260-320^oC и разбавлении фракция МФК: пар в соотношении 1,1-1,2 т/т. Контактный газ после реактора 6 по линии 7 поступает в межступенчатый перегреватель 8, обогреваемый перегретым водяным паром из печи, а затем по линии 9 во второй реактор 10. Контактный газ после реактора 10 направляется по линии 11 на узел конденсации. Перегрев водяного пара проводится в однокамерной пароперегревательной печи 12, из которой подается по линии 13 в перегреватель 8. Этот пар, пройдя межступенчатый перегреватель 8, по линии 14 подается в межтрубное пространство перегревателя шихты 4, а затем по линии 15 в испаритель 2. Часть перегретого пара из печи, минуя межступенчатый перегреватель 8, по линии 17 направляется на перегреватель шихты 4. Регулирование количества перепускаемого пара производится с помощью заслонки 16 с неполным закрытием, что позволяет выдерживать на реакторном блоке в любой период эксплуатации катализатора оптимальную температуру в I слое катализатора на 10-20^oC больше, чем во II слое. Через каждые 400 1000 ч работы реакторов на контактировании проводится регенерация катализатора паровоздушной смесью. Пример 1 (по прототипу для граничных значений). В двухступенчатом реакторе с промежуточным подогревом контактного газа путем непрямого нагрева водяным паром, поступающим из пароперегревательной печи с последующей подачей всего пара на I ступень реактора, проводится дегидратация метилфенилкарбинола на катализаторе окиси алюминия (10 л) при следующих условиях: Подача МФК,кг/ч 10,0; 25,0 Объемная скорость подачи сырья, ч 1,0; 2,5 Подача пара, кг/ч 15,0; 36,9 Разбавление МФК: пар, кг/кг 1,5; 1,49 Температура,^oC I ступень до 275; 300 после 245; 260 II ступень до 275; 300
после 245; 260
При этом получены следующие результаты. Получено, кг/т:
стирола 7,7; 19,32
МФК 0,9; 2,1
этилбензола 0,435; 0,3
Выход стирола,
Конверсия 90,0; 91,6
Селективность 92,0; 98,5
Расход водяного пара на 1 т стирола, кг/кг 1,9; 1,9
Пример 2 (по предлагаемому способу). Дегидратацию метилфенилкарбинола в стирол проводят в двухступенчатом реакторе на катализаторе, описанном в примере 1. При этом часть перегретого водяного пара, а именно 10% от общего количества, из печи, минуя межступенчатый перегреватель, направляется непосредственно на перегрев и испарение шихты. Дегидратацию проводят при следующих условиях:
Подача МФК, кг/ч 10; 25
Объемная скорость подачи сырья, ч^-1 1,0; 2,5
Подача пара, кг/ч, 10; 30
в том числе перепуск, кг/ч 1,0; 3,0
Разбавление МФК: пар, кг/ч 1:1,0; 1:1,2
Температура, ^oC
I ступень
до 290 300
после 250 270
II ступень
до 280; 290
после 240; 260
При этом получены следующие результаты. Получено, кг/ч:
стирола 7,97; 20,08
МФК 0,6; 1,25
этилбензола 0,01; 0,1
Выходы,
Конверсия 94,0; 95,0
Селективность 99,5; 99,2
Расход пара на 1 кг стирола, кг 1,38; 1,49
Проведение процеcса дегидратации по предлагаемому способу позволяет повысить конверсию МФК примерно на 4 абс. повысить селективность процесса до 0,6 абс. и снизить удельный расход пара на 0,4-0,5 кг/кг. Пример 3. Дегидратация метилфенилкарбинола проводится по схеме и при условиях, описанных в примере 2, но количество перепускаемого перегретого водяного пара составляет 15% от общего количества. Дегидратация проводится при следующем режиме:
Подача МФК, кг/ч: 10,0; 25,0
Объемная скорость подачи сырья, ч^-1 1,0; 2,5
Подача пара, кг/т 10,0; 30,0
в том числе перепуск, кг/ч 1,5; 4,5
Общее разбавление МФК: пар, кг/кг 1:1,0; 1:1,2
Температура, ^oC
I ступень
до 300; 320
после 265; 270
II ступень
до 270; 300
после 260; 280
При этом получены следующие результаты. Получено кг/ч:
стирола 8,02; 20,04
МФК 0,6; 1,25
этилбензола 0,01; 0,15
Выходы,
Конверсия 95,0; 95,0
Селективность 99,2; 99,0
Расход пара на 1 т
стирола 1,25; 1,49
При повышении температуры до слоев катализатора на уровень 30-320^oC, а это необходимо в связи с частичным закоксовыванием катализатора к концу цикла контактирования, при одинаковой конверсии МФК селективность процесса несколько понижается. Частично падение селективности предотвращается увеличением разбавления метилфенилкарбинола паром до 1:1,2. Снижение температуры в промышленных условиях во втором слое катализатора по сравнению с первым снизит образование высококипящих и, следовательно, повысит селективность процесса.

Формула изобретения

1. Способ получения стирола дегидратацией метилфенилкарбинола в двухступенчатом реакторе в присутствии водяного пара с подогревом потока, выходящего с первой ступени, путем непрямого контакта с водяным паром, перегретым в пароперегревательной печи, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, повышения выхода стирола и увеличения срока эксплуатации катализатора, часть перегретого пара, а именно 5-15% от общего количества, из пароперегревательной печи направляют непосредственно в перегреватель шихты с использованием тепла этого пара частично на испарение, а частично на перегрев шихты. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру на входе в первую ступень контактирования выдерживают на 10-20^oС выше, чем на второй ступени. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что общее разбавление метилфенилкарбинола, подаваемого на контактирование, паром находится в пределах 1:(1,1 1,2) кг/кг.

РИСУНКИ

Рисунок 1