Способ выделения стирола

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 825476 Союз СоветсинкСоциалистическихРеснубпня(23) П риорнтет -Ьвударстаепв кевиет СИР яф амен язебрвтеник а аткрнткя(53) УДК 547,538. .7 (088.8) Опубликовано 30. 04. 81. Бюллетень М 16 Дата опубликования описания 30.04 .8) СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ СТИРО ную фракцию р эвращают на дегистирол. Такимния алкилата иния этилбензол собе в кубоеления стироо смолой соснижение евозможно вязкости сис.Изобретение относится к выделению стирола и может быть использовано при производстве стирола из этилбензола в химической и нефтехимической промышленностях.Известен способ выделения виниларо% матических углеводородов при их разделении с помощью селектиВной экстракцииСтиролсодержащие смеси обрабатывают раствором фторбората или фторфос-. .фата меди, которые образуют комплек" сы с винилароматическими углеводородами. Соотношение фторборатов нли фворфосфатов меди к винилароматичес-., ким углеводородам 0,25:1-10:1 11.Однако разделение винилароматических углеводородов с помощью селективной экстракции связано с усложнением схемы их производства, Кроме того, неизбежные потери фторборатов или фторфосфатов меди при экстракции приводят к удорожанию процесса получения стирола. Известен способ получения стирола, при котором из продуктов алкилирования бензола этиленом выделяют последовательно бензол, этилбензол и полиалкилбензолы.Выделенный этилбензол направляют через склад на дегидрирование или выпускают в качестве товарной продукции для дегидрирования на других установках. Из продуктов дегидрирования этилбензола путем многоступенчатой ректификации выделяют бензол-толуольтилбензол, который воздрирование, и товарныйобразом, схемы разделепродуктов дегидрироваа в стирол автономнь 1, 21.Однако при таком сп вам остатке колонны вьщ ла-ректификата наряду держится 60-803 стирол концентрации которого вследствие возрастанияо сО СеФбай ЮВо л СО О.о оо цЯд КСЧо оОЙ 1. 1 аЯ ф ЭР а Ц о ь а е Ф 1 ООДЕ оке а фо ц3 оо гщс14Оу . 1 О ФсЧ о ы Р а и о о йь29 825476 30 1 ка эи е 3 о оав ока ЮюлЮ СО в лоев1.Ока1 Ц ох0Ю л (Ч ю лД фое хс 1 ЖОоаэиоиа а СЧ л лО л л Ю м моло мл СОЮлЮ юло Ю м ю Ю ЮеЮ Ю м 0 Ю Ю сб л а (ц Ф 3цжо оае ождл 1 о Ь 1 о Ц о хО63 1 О И Ю в 1 л а ф й 1 Ы оЙщ мЮлл Юло мЮлЮ Ц о х Р О 6 1 Р И л Г Ю СО ЮСЧе Ю 0 ОО 1ц но ай М ж И о О И и оо ж х Э н л О ф 1. 5 о оеэ охи Ц о х 1 О ОО 1 а 1. И ю.1 Р л Ц охо ц сб Р 1 МЦ 1 1 ф Ягсво ум3 Ю й щфо ж нМха,ФИФИо1, иаао ао оо 1оЯ ЫФЧоо 1внеьа оМ Н 1." 1Щ 1 ф 1н фФ фмОаВОе оаО М Ю М Н игл1" ВМД 1 О.зоэеЗ,мьо ь е еейинщеааоО о ео й осч анж маа - амз Зн825476 33 нзола (2) 74 5 О 85 19 13 0 6 103 10 2 Возвр этилб ног 6 10 30 2 зола и 27 9 О тилбензолаектификата (5 ) Бензол-толуольнойфракции (9) Стирола-ре фиката (15 Полиэтилбензолов (18) 34Таблица 11"00СЧ л л ю ь лД ЭМо Ма о 1 о СЧ СЧ л О а . а 1 1 1 1 оХцЩ 1 ч и а Ч л00 О ь л Сфоэео Ж.а1 ю,Д Э3 оо ееиющЦО 0СоЭ Ы1 Р 1аа и 1 дасОООО1м й.1 0 1 Й 3 Сс- ио ее оклад1 н амманй з еео х а с е о сдк ооедайе онсаена азнаон мнаон3 82547темы и резкого снижения коэффициентатеплопередачи в кипятильнике, Крометого, дальнейшее концентрированиесмолы неизбежно связано с повьппениемтемпературы в кубовой части колонныи возрастанием скорости самопроизвольной полимеризации стирола. Сконцентрировать кубовый остаток колоннывыделения стирола-ректификата возможно только до содержания смолы 70-803 10в аппаратах однократного испарения,что ведет к усложнению схемы производства и повышению капитальных иэксплуатационных затратЦель изобретения - уменьшение 15потерь стирола при ректификации,Если колонна выделения возвратного этилбензола имеет большое числотарелок с низким сопротивлением,т.е. имеет большую разделяющую способность при низкой температуре в еекубовой части, а колонна выделениястирола-ректификата - относительнонебольшое число тарелок, то кубовыйостаток колонны выделения этилбензола-ректификата целесообразно подавать в нижнюю часть (1-5-я тарелка,считая снизу) колонны вьщеления стирола-ректификата.В обоих рассмотренных вариантахданного способа исключается выделение полиэтилбенэолов на стадии ректификации алкилата. Их выделяют изкубового остатка колонны выделениястирола-ректификата. Кубовый продук;последней колонны содержит этилбензольную и стирольную смолы,50 Поставленная цель достигается тем, что в способе выделения стирола из продуктов дегидрирования этилбензола многоступенчатой ректификацией с отбо 20 ром на первой ступени бензол-толуольной фракции, на второй - этилбензоль-. ной фракции, на третьей - стирола на вторую или на третью ступени рек 25 тификации подают кубовый остаток процесса выделения этилбензола-ректификата из продуктов алкилирования бензола этиленом при весовом соотношении кубового остатка и продукта, поступаю 30 щего на вторую ступень ректификации, 1:3,68-9,94, или продукта, поступающего на третью ступнь ректификации, 1:2,07 - 5,6.Разбавление стиролсодержащих сме 35 сей при их ректификации проводят кубовым остатком колонны выделения этилбензола-ректификата, содержащим полиэтилбензолы (преимущественно изомеры днэтилбензола) и смолу, получен 40 ную при алкилировании бензола этиленом, Разбавление стиролсодержащих смесей проводят перед колонной выделения возвратного этилбензола или перед колонной выделения стироларектификата.В первом случае этилбензолвная смола, обладающая ингибирующей способностью, присутствует в колонне выделения возвратного этилбензола и снижает потери стирола при его самопроизвольной термополимеризации. в этой колонне. В присутствии кубового остатка. колонны выделения этилбензола-ректификата возрастает также55 коэффициент относительной летучести этилбензола по, отношению к стиролу, В колонну выделения стирола-ректификата подают таким образом стирол,6 4полиэтилбензолы и смолы. При такой схеме не исключено попадание полиэтилбензолов (преимущественно изомеров диэтилбензола) в стирал-ректификат, что приводит к снижению его качества.Во втором случае попадание изомеров диэтилбенэола в стирол-ректификат исключено, так как кубойый остаток колонны выделения этилбензола-ректификата подают и нижнюю часть колонны вьщеления стирола-ректификата при подаче стирола-сырца в верхнюю часть указанной колонны. Этилбензольная смола не присутствует в колонне выделения возвратного этилбензола и ее ингибирующее действие используют только в колонне выделения стироларектификата.Целесообразность применения каждого из рассмотренных случаев определяется разделяющей способностью и температурой в ректификационных колоннах.Если разделяющая способность колонны выделения этилбензольной фракции (возвратного этилбензола) не позволя - ет получать этилбензол-возврат с концентрацией стирола ниже 1,5-2,0 вес.7 и температура в ее кубовой части больоше 103 С, а разделяющая способность колонны выделения стирола-ректификата высокаяболее .20-25 теоретических тарелок), то кубовый остаток колонны вьщеления этилбензола-ректификата целесообразно подавать в колонну вьщеления возвратного этилбенэола,м СО Юл юр р щ Сф) СЧ р аэи 1 о йище45 825476 15 5 7 19 О 0 4 3 4 5 0 79 10 О 3 олонны выделени Бензола (2) Этилбензола-ректификата (5) Бейзол-толуольноФракции (9) Возвратного этилбензола (12) тирола реката (15) олиэтилбенов (18) Таблица 15о о сО о О 00 г о л 1Ф Ж ф Э 825476 а,о .а фю. о гф ю оэ - Ьф Ц Ю РФоофц оцаоОЯ ЯМЭЖ ф Х ДЮ оофуОа Ф 1 О о о о ф 1 3 Ог . ол СЧОлЩ лФо О О Ф о,52Таблица 17 Наименование показателей Внешний вид 99,91 0,235 Отсутствует 0,0015 0,003 Содержание стирола, вес.й Оптическая плотностьпри длине волны 313 мм Содержание полимера Содержание перекисныхсоединения, вес.Х. Содержание алъдегидов, вес.% формула изобретенияСпособ выделения стирола нз про-, дуктов дегидрирования этилбензола многоступенчатой ректификацией с отбором на первой ступени бензол-толуольной фракции, на второй - этилбензольной фракции, на третьей - стирола, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь стирола, На .вторую или. на третью ступени ректификации подают кубовый остаток процесса выделения этилбензола-ректификата из продуктов алкилирования бензола этиленом при весовом соотношеКачественные показатели стирола- ректификата Бесцветная, прозрачная, однороднаяжидкость нии кубового остатка и продукта, поступающего на вторую. ступень ректификации, 1 : 3,68"9,94, или продукта,поступающего на третью ступень ректификации, 1 : 2,07 - 5,6,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент Франции У 2064500,кл, С 07 С, опублик, 1975.Тираж 44 осударственн ам изобретен Москва ЖПодписнокомитета СССРи открытийаущская наб. д.76 6- 5,84 кг/т стирола. стирола.П р и м е р 2. Вьщеление стирола из продуктов дегидриравания этилбензола проводят по предлагаемому способу, при этом кубовый продукт колонны вьщеления этилбензола-ректификата подают в колонну выделения возвратного этилбензола.Соотношение стиролсодержащая смесь: кубовый продукт колонны выделения этилбензола-ректификата составляет 5,37 :1.Номера ректификационных колонн и технологических потоков в этом и поспедующих примерах соответствуют номерам, приведенным в табл. 5,Колонна выделения возвратного этилбензола (12) имеет эффективность эк; вивалентную 55, а колонна выделения стирола-ректификата (15) 25 теоретическим тарелкам.В табл. 5 приведены режимные показатели работы ректификационного агрегата, цри вьщелении стирола по предлагаемому способу, а табл. 6 - расходы компонентов и их содержание в тех,нологических потоках. 40 5 8254На чертеже приведена принципиальная схема реализации, предлагаемого,способа при подаче кубового остаткав колонну выделения возвратного этилбензола, или при подаче кубовогоостатка колонны выделения этилбензоларектификата в колонну выделения стирола-ректификата.Способ осуществляется следующимобразом. 10По линии 1 в колонну 2 со складаподают на разделение продукты алкилирования бензола этиленом (алкилат),содержащие непрореагировавший бензол,этилбензол, полиэтилбензолы (преимущественно изомеры диэтилбензола)и смолу. По линии 3 из системы выводят бензол, а по линии 4 кубовыйостаток колонны 2 направляют в колонну 5, из которой в качестве дистил лата по линии 6 выделяют этилбензолректификат, а кубовый остаток отводятпо линии 7. По линии 8 в колонну 9со склада подают на разделение продукты дегидрования этилбензола, содержащне бензол, толуол, этилбензол, стирол и смолы. По линии 1 О из системывыводят бензол-толуольную фракцию,а по линии 11 кубовый остаток колонны 9 направляют в колонну 12, где З 0в качестве дистиллата по линии 13твыводят возвратный этилбензол, а кубовый остаток колонны по линии 14 подаютвколонну 15. По линии 16 из системывыводят стирол-ректификат, а кубовыйостаток по линии 17 подают в колонну18, где по линии 19 выделяют полиалкилбензолы,а полинии; 20 выводят смолу,Кубовый остаток колонны вьщеления этилбензола-ректификата по линии 7 подают в колонну 12 выделения возвратного. этилбензола или в колонну 15 45 выделения стирола-ректификата.П р и м е р 1. Разделение алкилата и продуктов дегидрирования этилбензола в стирол по известному способу проводят раздельно на двух ректификационных агрегатах. Из алкилата последовательно выделяют бензол, этилбензол-ректификат и полиэтилбензолы, а кубовый остаток последней колонны направляют на сжигание. Из продуктов дегидрирования этилбензола вьщеляют бензол-толуольную фракцию, возвратный этилбензол и стирол, а кубовый остаток последней колонны направляют на концентрирование в аппарат однократного испарения.Колонна вьщеления, возвратного этилбензола имеет эффективность, эквивалентную 60, а колонна выделения стирола-ректификата - 25 теоретичес-. ким тарелкам.В табл.1 и 2 приведены режимные показатели работы ректификационных агрегатов для разделения соответственно алкилата и продуктов дегидрирования этилбензола в стирол, а в табл.З и 4 - расходы компонентов и их содержание в основных технологических потоках при разделении соответственно алкилата и продуктов дегидрирования этилбензола. Таким образом, по известному способу потери стирола с кубовым остатком после аппарата однократного испареиия составляют 30 яг/ч или 303, 132 Термополимера. при ректификации стирола образуется в колонне выделения бензолтолуольной Фракции -15 кг/ч, в колонне вьщеления возвратного этилбензола 30 кг/ч, в колонне выделения стирола-ректификата 1 О кг/ч, всегб 15+30+10=105-50=55 кг/ч или 10,72 кг/т7 82547Таким образом, потери стирола с кубовым остатком колонны выделения стирола-ректификата составляют 5 кг/ч5или - 0,98 кг/т стирола.5,167 ;5,Термополимерапри ректификации стирола образуется в колоние выделения бензолтолуольной фракции(9) 65- -50 ик 15 кг/ч, в колоние выделения воз-. вратного этилбензола (12)230-(140+65) 25 кг/ч, в колонне выделения стиро" ла"ректификата (15) 235-230- 5 кг/ч, всего 15+25+5 45 кг/ч: или 8,7 кг/тстиролаУменьшение образования полимера в И колоннах выделения возвратного этилбензола (12) и выделения стирола-ректификата (15) по сравнению с приме-,. ром 1 объясняется ингибирующим действием кубового остатка колонны вы деления этилбензола-ректификата, вводимого в колонну 12.П р и м е р 3. Выделение стирола нз продуктов дегидрирования этилбеизола проводят по предлагаемому спо собу, при этом кубовьй продукт колонны выделения этилбензола-ректификата подают в колонну выделения стироларектификата. Соотношение стиролсодержащая смесь:кубовый продукт колонны выде ления этилбензола-ректификата составляет 3,03:1.Колонна выделения возвратного этил бензола (12) имеет эффективность, зк вивалентную .60, а келонна выделения стирола-ректификата (15) 19;теоретическим тарелкамВ табл. 7 приведены режимные по" казатели работы ректификациоинего аг регата при выделении стирала, а в табл, 8 - расходы компойеитов и.их содержание в технологических потоках. Таким образом, потери стирола сс 95 кубовым остатком колонны выделения стирола-ректификата составляют 5 кг/ч или0,98 кг/т стирола.55 1628Термополимера при ректификации об разуется в колонне выделения бензолтолуольной фракции (9) 65-50 15 кг/ч в колонне вьделения возвратного этилбензола (12) 95-65 ии 30 кг/ч 8 в колонне выделения етирола-ректификата55 (15) 240 -(95+140) аи 5 кг/ч, всего 15 + 30 + 5 аи 50 кг/ч или 9,69 кг/т стирола. 6 .8Образование большего количества термополимера в колонне 12.по сравнению с примером 2 объясняется тем, .что термополимеризация стирола в этой колонне не ингибируется кубовым остатком колонны выделения этилбензоларектификата (поток 7). Содержание стирола в возвратном этилбензоле (поток 13) одинаково дпя примеров 2 и 3 несмотря иа разное число тарелок в колоние 12, так как изменение числа тарелок в этой колонне компенсируется изменением относительной летучести этилбензола по отношению к стиролу в ,присутствии кубового .остатка колонны выделения этилбензола-ректификата.Одинаковый состав стирола-ректификата в примерах 2 и 3, несмотря на разное число тарелок в колонне 18, объясняется тем, что уменьшение числа тарелок в этой колонне компенсируется подачей технологических потоков 14 и 7 на разные тарелки питания.П р и м е р 4. Выделение стирола .из продуктов дегидрирования этипбензола проводят по предлагаемому способу, при этом кубовый продукт колонны выделения этилбензола-ректификата подают в колонну выделения возвратного этилбензола. Соотношение стиролсодержащая смесь: кубовый продукт колонны выделения этилбензола-ректификата составляет 3,68 :.1.. Колонна вьщеления возвратного этил.бензола(12).имеет эффективность, эквивалентную 55, а колонна выделения стирола-ректификата (15) 25 теоретическим тарелкам.Потери стирола гари самопроизволь" ной термополимеризации и с кубовымостатком ректификации такие же, какдля примера 2;В табл. 9 приведены режимные показатели работы ректификационного агрегата, при выделении стирола, а втабл. 10 - расходы компонентов и ихсодержание в технологических потоках.П р и .м е р 5. Выделение стирола нз продуктов дегидрирования этилбензола.псроводят по предлагаемому способу, при этом кубовый продукт колонны выделения этилбензола-ректификата подают в колонну вьщеления стироларектификата. Соотношение стиролсодержащая смесь: кубовый продукт колонны выделения этилбензола-ректификата составляет 2,07 : 1.98254Колонна вьщеления возвратного этил. бензола (12) имеет эффективность, эквивалентную 60, а колонна выделения стирола-ректификата (15) 19 теоретическим тарелкам.Потери стирола прн самопроизвольной термополимеризации и с кубовым остатком ректификации такие же, как для примера 3.В табл. 1 приведены режимные по казатели работы ректификационного агрегата, при вьщелении стирола, а в табл. 12 - расходы компонентов и их содержание в технологических потоках, 15П р и м е р 6,. Выделение стирола из продуктов дегидрирования этилбензола проводят по предлагаемому способу, при этом кубовый продукт колонны вьщеления этилбензола-ректификата по дают в колонну 12 выделения возврат,ного этилбензола. Соотношение стиролсодержащая смесь : кубовый продукт колонны выделения этилбензола-ректификата составляет 9,94 ; 1. 25Колонна выделения возвратного этилбензола (12) имеет эффективность, эквивалентную 55, а колонна выделения стирола-ректификата (15) 25 теоретическим тарелкам. 30Потери стирола при самопроизвольной.термополимеризации и с кубовым остатком ректификации такие же, как для примера 2,В табл, 13 приведены режимные показатели работы ректификационного агрегата при выделении стирола, а в табл. 14 - расходы компонентов и их содержание в технологических пото-,. ках. 40П р и м е р 7. Выделение стирола из продуктов дегидрирования этилбензола проводят по предлагаемому способу, при этом кубовый продукт колонф / 76 10ны вьщеления этилбензола-ректификата подают в колонну 15 вьщеления стирола-ректификата.Соотношение стиролсодержащая смесь: кубовый продукт колонны вьдвления этилбензола-ректификата составляет 5,60;1. Колонна вьщеления возвратного этилбензола (12) имеет эффективность, эквивалентную 60, а колонна выделения стирола-ректификата (15) 19 теоретическим тарелкам. Потери стирола при самопроизвольной термополимеризации и с кубовым остатком ректификации такие же, как для примера 3,В табл. 15 приведены режимные показатели работы ректификационного агрегата при выделении стирола, а в табл. 16 - расходы компонентов и их содержание в технологических потоках.В табл. 17 приведены качественные показатели стирола-ректификата, полученного по предлагаемому способу (примеры 2-7).При применении предлагаемого способа потери стирола с кубовым остатком ректификации снижаются с 5,84 кг/т (пример 1) до 0,98 кг/т стирола (примеры 2-7), а потери при его самопроизвольной термополимеризации - с 10,72 кг/т (пример 1) до 8,71 и.9,69 кг/т стирола (примеры 2,4,6 и 3,5,7 соответственно). Таким образом, общее снижение потерь стирола при его ректификации составляет 5-6 кг/т стирола.Кроме того, упрощается схема ректификации за счет исключения из нее аппарата однократного испарения и снижаются энергетические затраты вследствие прекращения расхода пара на этот аппарат.12 82547 б 740 157 80 851 Бензола Этилбензола-ректификата 13 б 9 б 2 195 740 190 90 100 30 Бензол-толуольной 03 240 4 ракци Возвратного зтилбензола 3 б 10 тирола-ректифика 2 95 9 Таб ица и а,н%ы 1860 59 400 40О,У 160 лат 18579912 Возиратнь 6 99,96 Этнибенэол-ректнфнк 40,. 8,56 Ь олизт Еубовмй остаток колоннывыделения полиэтнлбенэолов Полиэтилбензолов Кубовый остатокваФелення этнлбректификата колоннынэола- ,бензолов -Таблица Таблица 05 : 16009 ф29 89 34 7 О,25476 СО л л л ЮвЮ Ю сч ф 1 а Ю Ю а к Еф ц Ю сч Щ Ю Ю. м сч лЮ ОО О м сч ф СЬ л Юао Ф Р Ю Ю Ю Ю 1 ж Х о э э э о а о а а ф а о о М М 1. РЦКЕ йх мй 60лЮ о Е о 1 о Э Ра Э Мкх цЭ ЭМ Ф ЯП 00 л оьллЮ е ЮфЮ Ю Ю Ю Ю 1 1Ое 1 ЭЦ о 1 О ух оЭ ЭМас л 00 аОЮ ю1 ЮЮ 00Юе есче Ю Ю зО ю 1 Ю О ЮФ м 4 О О м Ю Ю л л Ю Ю лМ 1Щ Фхцн Э О Э Ф са Ы Всй, Ы о аее фа еве е