ВУЗ:
Составители:
температуры, что позволяет получать высокую степень конверсии при хорошей селективности. Недостаток такого реактора –
высокие металлоёмкость и капитальные затраты.
Другие аппараты со сплошным слоем катализатора, не имеющие поверхностей теплообмена (рис. 1.3, а) работают в
адиабатических условиях, и реакционная смесь постепенно охлаждается, причём водяной пар играет здесь и роль
аккумулятора тепла, не давая смеси чрезмерно охладиться. При получении стирола в единичном адиабатическом реакторе
степень конверсии этилбензола составляет ≈40%. Недостатки такого реактора – существенное охлаждение смеси,
вызывающее смещение равновесия в нежелательную сторону, и как следствие – снижение скорости и селективности.
Степень конверсии нельзя довести до значительной величины, что повышает удельный расход пара.
Существуют другие конструкции реакционных узлов, приближающие процесс к изотермическому и лучше
учитывающие особенности равновесия реакции. В одном (рис. 1.3, б) имеются два реактора (или два слоя катализатора);
охладившуюся в первом аппарате смесь до подачи во второй подогревают перегретым паром до 600 … 630
°С. Реактор,
изображённый на рис. 1.3, в, имеет два-три кольцевых слоя катализатора, причём в первый слой поступает весь этилбензол,
но лишь часть водяного пара. В пространство между слоями катализатора подают дополнительное количество перегретого
пара; с его помощью повышается температура смеси, происходит ступенчатое разбавление смеси, что приводит к
отклонению параметров от равновесного состояния и способствует росту скорости и селективности реакции. В этих
установках при сохранении высокой селективности (89 … 90%) достигаются большие степени конверсии (60 … 75%) и
интенсивность процесса (объёмная скорость 0,5 … 0,6 ч
–1
), снижается удельный расход пара.
Рис. 1.3. Реакционные узлы для дегидрирования этилбензола:
а – единичный реактор адиабатического типа; б – узел из двух реакторов
с промежуточным подогревом смеси; в – реактор с несколькими слоями
катализатора и секционированной подачей перегретого пара
Технологическая схема производства стирола изображена на рис. 1.4. Свежий и рециркулирующий этилбензол вместе с
небольшим количеством пара подают в теплообменники 3 и 4, где пары нагреваются горячей реакционной смесью до 520 …
530
°С. Перегретый до 700°С водяной пар вырабатывают в трубчатой печи 1, откуда он поступает на смешение с парами
этилбензола и затем – в реактор 5.
Реакционная смесь на выходе имеет температуру 560
°С. Она отдаёт своё тепло в теплообменниках 4 и 3 для подогрева
этилбензола и затем в котле-утилизаторе 2 – для получения пара низкого давления (этот пар служит для испарения и
разбавления этилбензола перед теплообменником 3). Затем парогазовую смесь охлаждают в системе холодильников 6 водой и
рассолом, отделяют в сепараторе 7 конденсат от газа, который поступает в линию топливного газа. В сепараторе 8 конденсат
разделяют на водную и органическую фазы. Последнюю, содержащую непревращённый этилбензол, стирол и побочные
продукты (бензол, толуол), называют печным маслом. Оно поступает на ректификацию, которую оформляют с учётом
довольно значительной склонности стирола к термической полимеризации. Чтобы её предотвратить, используют ингибиторы
(гидрохинон), снижают температуру перегонки за счёт применения вакуума, сокращают время пребывания стиролсодержащих
жидкостей в колоннах путём применения насадок, специальных конструкций кубов и т.д. Ректификация затрудняется также
близостью температур кипения этилбензола (136
°С) и стирола (145°С).
Печное масло поступает в вакуум-ректификационную колонну 9, где от него отгоняют бензол, толуол и большую часть
этилбензола. Этот дистиллят в колонне 10 делят на бензолтолуольную фракцию (бентол) и этилбензол, возвращаемый на
дегидрирование. Кубовую жидкость колонны 9, содержащую стирол, направляют в вакуум-ректификационную колонну 11, где
отгоняют остатки этилбензола вместе с некоторой частью стирола.
а
)
б
)
в
)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- …
- следующая ›
- последняя »
