Лекция 30. Дегидрирование ароматических углеводородов

============================================================

Процесс дегидрирования ароматических углеводородов имеет основное практическое значение при получении стирола и —метил— стирола из этилбензола и нзоопропилбензола. Для дегидрирования применяют реакторы адиабатическкого типа по принципу действия сходные с реакторами дегидрирования бутиленов в бутадиен и изоамиленов в изопрен. Реактор представляет собой цилиндрический аппарат с коническим днищем, футерованый изнутри огнеупорным кирпичом. Недостатком является резкий перепад температуры по высоте слоя катализатора (до 50⁰С), что не позволяет достигнуть высокой степени конверсии и заставляет использовать большой избыток водяного пара. Разработана конструкция двухступенчатого реактора с секционированным введением водяного пара перед каждой полкой, что приближает условия работы к изотермическому режиму.

Технология процесса. Этилбензольная шихта (этилбензол-ректификат + возвратный этилбензол) подогревается в теплообменнике до 80⁰С, поступает в испаритель < 210⁰С), затем в предварительный перегреватель (перегрев продуктами дегидрирования из реактора до 550⁰С), затем — в смесительную камеру реактора, где смешиваются с с перегретым в трубчатой печи до 630⁰С водяным паром.

Соотношение этилбензола и водяного пара на входе в реактор 1:3 по массе. Смесь паров на входе в реактор имеет температуру 600⁰С.

Контактный газ из 1 ступени реактора с Т=565⁰С подогревается в межступеньчатом перегревателе вновь до 630⁰С и подается на 2 ступень реактора. Продукты реакции охлаждаются в котле-утилизаторе до 180⁰С и поступают на 3-ступеньчатую конденсацию (воздушные—до 60⁰С; водяные—до 40⁰С и рассольные конденсаторы) и разделяются в отстойниках на углеводородный и водный конденсат.

Выделение стирола из катализата (печного масла) осложнено его полимеризацией при Т>90⁰С и наличием дивинилбензола, активирующего этот процесс. Поэтому стирол выделяют вакуумной ректификацией (Р=1,3—2 кПа) с введением ингибиторов полимериза­ции фенольного типа. Установка состоит из 3-4 ректификационных колонн. На 1 выделяют бензол—толуол—ксилольная фракция, на 2— этилбензол, на 3 и 4 — стирол (с 3 колонны стирол направляют в рецикл). Вакуум создается пароэжекционными установками. КОРС используют для получения лакокрасочных материала.

Выделение a—метилстирола проводится аналогично, но с меньшими трудностями, т.к. он менее подвержен полимеризации.

Показатели процесса дегидрирования этилбензола при 600⁰С на калий- железоокисном катализаторе К-24 при разбавлении 18 моль/моль (m-масса катализатора, F—мольная скорость подачи сырья):