CC BY
106
УДК 66.094.258.097
Д. Н. Зиннатов, Р. Р. Рахматуллин МОДЕРНИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА ДЕГИДРИРОВАНИЕМ ЭТИЛБЕНЗОЛА
Ключевые слова: стирол, этилбензол, дегидрирование, катализатор, технологическая схема.
В работе предложена модернизация технологии получения стирола, связанная с заменой катализатора К28Ц на Styromax. Расчеты проведены с помощью программыAspen Hysy, технологическая схема смоделированана программе Autocad.
Keywords: styrene, ethylbenzene, dehydrogenation, catalyst, flowsheet.
Offers a modernization of the technology of styrene associated with the replacement of the catalyst in the K28TS on Styromax. Calculations were carried out using Aspen Hysys and technological scheme modeled on the program Autocad with the description of theprocess.
Стирол (винилбензол) представляет собой бесцветную жидкость и обладает характерным запахом. Развитие исследований в области получения полимеров и сополимеров стирола привело к формированию группы полимерных материалов с самыми разнообразными свойствами. На основе стирола получают полистирол, пенопласт (вспененный полистирол), АБС-пластик (акрилонитрил-бутадиенстирол). Растворенная в стироле стружка полистирола применяется для склеивания деталей из полистирола, в результате шов полимеризуется и полностью пропадает, образуя при этом монолитную деталь [1].
Значительная часть стирола в химической промышленности производится дегидрированием этилбензола при температуре 650 °С и разбавлении перегретым водяным паром в 2 - 10 раз. В качестве катализатора используются оксидные железо-хромовые катализаторы [2].
Следующим немаловажным промышленным методом получения стирола является дегидратация метилфенилкарбинола, который образуется в процессе получения пропиленоксида из гидропероксида этилбензола, который получают из этилбензола окислением воздухом [3].
Для модернизации технологии получения стирола в действующей технологической схеме была проведена замена катализатора К-28Ц на катализатор styromax.
Катализатор styromax обладает оптимальным
балансом активности и селективности, имеетвысокую механическую прочность, срок службы не менее 36 мес.
При проведении работы была разработана P&ID технологическая схема в программе Autocad и выполнены технологические расчеты в программе Aspen Hysys.
Выполнен расчет материального баланса действующей установки и установки после модернизации (рис. 1). В результате замены катализатора выход целевого продукта (стирола) увеличился на 1,62 %.
P&ID-схема производства смоделирована с использованием программы Autocad, которая применяется при проектировании химических и нефтехимических производств [4] (рис. 2, 3).
Рис. 1 - Расчет материального баланса и технологический расчет получения стирола
tai
Id» , -
»
Il i
it£i.i îai
Н и
Рис. 2 - Р&ГО-схема
Рис. 3 - Продолжение Р&ГО-схемы
Этилбензольная шихта, представляющая смесь этилбензола-ректификата и возвратного этилбензола, подогревается в теплообменнике Т-001 за счет тепла водного конденсата. Подогретая этилбензольная шихта поступает в испаритель Т-002. Из испарителя Т-002 пары этилбензольной шихты поступают в перегреватель Т-003.
Перегретые пары этилбензольной шихты из перегревателя поступают в смесительную камеру реактора Р-006, где смешиваются с перегретым водяным паром с температурой не более 750оС. За счет эндотермической реакции после первой ступени дегидрирования температура контактного газа снижается до 550оС. Контактный газ из реактора Р-006 поступает в межступенчатый подогреватель реактора Р-007, где подогревается паром до температуры 640оС и затем направляется в реактор Р-007. Контактный газ из реактора Р-007 с температурой 550оС поступает в котел-утилизатор КУ-008. В котле - утилизаторе КУ-008 тепло контактного газа используется для получения вторичного пара давлением 0,2-0,6 МПа с температурой не менее 140оС.
Охлажденный до температуры 250оС контактный газ из котла-утилизатора КУ-008 направляется в пенный аппарат ПА-009, где охлаждается до температуры 100-150оС.
Конденсат с температурой 95оС из пенного аппарата ПА-009 самотеком поступает в сборник Е-019, откуда через теплообменник Т-001 отводится в линию отработанных сточных вод с температурой не более 40оС.
Контактный газ после пенного аппарата ПА-009 конденсируется и сепарируется.
Абгазы после конденсатора Т-015 направляются на горелки пароперегревательных печей.
Углеводородный конденсат после конденсаторов Т-012, Т-015 самотеком поступает в отстойник О-016, где происходит отстой и расслаивание конденсата.
Нижний слой - водяной конденсат из отстойника О-016 самотеком поступает в сборник Е-017, откуда насосом Н-181 или Н-182 подается в пенный аппарат ПА-009.
Верхний слой - углеводородный конденсат («печное масло») из отстойника О-016 подается на ректификацию.
Таким образом, замена катализатораК-28Ц на Б1уготах приводит к увеличению выхода стирола на 1,62%.
Литература
1. С.Ю. Павлов, Процессы выделения и очистки стирола. Тематический обзор / С. Ю. Павлов, В. А. Горшков, Ю. А. Комаров. - М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1985.
2. К.А. Журавлева, А.А. Назаров,Вестник Казан. технолог. ун-та, 11, 149-153 (2012)
3. Д. Л. Бардик, Нефтехимия/ Бардик Д. Л., Леффлер У. Л.; пер. с англ. - 3-е изд., перераб. и доп. - Москва: Олимп-Бизнес, 2005. - 481 с.
4. К.Н. Дряхлова, Ф.Р. Гариева,Вестник Казан.технолог. ун-та, 6, 283-284 (2014)
© Д. Н. Зиннатов - магистр гр. 413-МП1 каф. технологии основного органического и нефтехимического синтеза КНИТУ; Р. Р. Рахматуллин - доцент каф. технологии основного органического и нефтехимического синтеза КНИТУ, romanova_rg_mail.ru.
© D. N. Zinnatov - master' s-student group 413 - MP1 of department technology of basic organic and petrochemical synthesis KNRTU; R. R. Rahmatullin - docent of department technology of basic organic and petrochemical synthesis KNRTU, romanova_rg_mail.ru.
