Способ выделения стирола

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ЗОБРЕТЕНИЯ : АВТОРСКОМУ(56) 1, Патент США Р 3084108,кл. 203-91, опублик. 1963,2. Патент США Р 3408264,кл. 203-2, опублик, 1967,3, Мартиросян Р.С. Разработкаоптимальной технологической схемыразделения продуктов дегидрированияэтилбензола, Автореферат канд,дисс,М., 1975 (прототип). И 1,О Соотношение 15 Сти,оо ОПИСАНИЕ И(54) (5 из сме тем од присут щ и й ния эн ную см 3,3-30 цию ос верха верха темпер 7 С 15 46 С 07 С 7 0 7) СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ СТИРОЛА си стирола и этилбенэола пуноступенчатой ректификации в ствии воды, о т л и ч а ю - с я тем, что, с целью снижеергетических затрат, висходесь вводят воду в количестве мас,Ъ на смесь и ректификауществляют при температуре колонны 36-70 С, давленииоколонны 40-200 мм ртсти атурекуба колонны 80-120 С.60 Изобретение относится к производ:ству стирола, в частности к способам выделения товарного стирола изсмеси стирола с этилбензолом,В настоящее нремя в промышленных масштабах стирол получают каталитическим дегидрированием этилбензола, также каталитической дегидратацией метилфенилкарбинола (в процессе сонместного производства окисипропилена и стирола). Получаемый 10стирол-сырец, в зависимости от метода и условий процесса, содержит1 - 65 мас,Ъ этилбензола. Согласноспецификации товарный стирол долженсодержать 0,2-0,4 мас.% этилбензола,Известен способ выделения стиролана одной вакуумной коЛонне, имеющейтарелки с малым гидравлическим сопротивлением с 1,Однако из-за малой относительнойлетучести ключевой пары этилбензолстирол требуется большое количествотарелок. Обычно гидравлическое сопротивление колонны с таким числомтарелок не позволяет создать в кубетребуемый вакуум. Поэтому в прОмышленной практике применяются схемыс двойной ректификацией.Известен также способ разделенияпары этилбензол-стирол в присутствии эффективных ингибиторов полимеризации, который позволяет проводитьразделение в одной колонне за счетповышения температуры куба с 23Однако энергетические затраты наполучение товарного стирола при 35этом не снижаются.Наиболее близким к изобретениюявляется способ выделения стиролаиз смеси стирола и этилбензола вприсутствии воды, который проводят 40при атмосферном давлении, количество подаваемой воды на разделяемуюсмесь постоянно и составляет1,44 мас,ч, на 1 мас,ч. сырья.Сверху колонны отбирается смесь воды иэтилбензола, снизу - водно-стирольная смесь, Ключевой парой в данномслучае является: азеотроп (водаэтилбензол ) - вода. Температура верха колонны составляет 90-92 С, аокуба колонны 94-100 С 3 ),Хотя этот способ позволяет получить стирол в соответствии с требованиями ГОСТа по содержанию этилбензола, серьезным недостатком егоявляются непроизнодительные затратына испарение большого количестваводы и осушку стирола.Целью изобретения является сниже.ние энергетических затрат,Поставленная цель достигаетсяспособом выделения стирола из смесистирола и этилбензола путем одноступенчатой ректификации при температуре верха колонны 36-70 С, давлении верха колонны 40-200 мм рт,ст 65 и температуре куба колонны 80-120 С в присутствии води, введенной н количестве 3,3-30 мас.Ъ на смесьКоличество подаваемой воды находится в строгой зависимости от соотношения этилбензола и стирола в разделяемой смеси, температура верха колонны 36-70 С, низа 80-120 С. Относительная летучесть кученой пары разделения вода-стирол или азео. троп (вода-этилбензол) - стирол приблизительно в 2,5 раза выше относительной летучести разделения, когда ключевой парой является этилбензолстирол,и в 2 раза выше ключевой пары азеотроп (вода - этилбензол) - водаИзменение ключевой пары обеспечивает значительное уменьшение Флегмового числа, что ведет к снижению энергозатрат на отделение этилбензола от стирола; исключаются энергои капитальные затраты, необходимые на осушку стирола.Интервал соотношений этилбензол: стирол равен (0,005-1,5) :1 и охватывает следующие процессы; процесс получения стирала дегидрированием этилбензола, 0,5-1,5:1 в зависимости от конверсии этилбензола ; процесс совместного получения окиси пропилена со стиролом, 0,005-0,05:1) процессы разделения смесей этилбензол-стирол из стирола-сырца.На чертеже представлена зависимость количества воды от соотношения этилбензола и стирола в разделяемой смеси,П р и м е р 1, Стирол-сырец в количестне 6000 кг/ч подают в ректификационную колонну, Колонна содержит 40 практических ступеней контакта и работает при следующих параметрах: температура верха колонны 50 С, температура в кубе колонныо80 С, флегмовое число 5, отбор дистиллята 1000 кг/ч, отбор кубового продукта 5000 кг/ч, давление верха колонны 40 мм рт,ст.В табл, 1 представлены составы потоков сырья и продуктов разделения: 1 вариант - разделение проводится без добавления воды; 11 вариант - в колонну подают 200 кг/ч води.П р и м е р 2. Данный пример отличается от примера 1 только сос - тавами потоков сырья и продуктов выделения, представленными н табл2: 1 вариант - разделение проводят без добавления воды, 11 вариант - в колонну подают 200 кг/ч води.П р и м е р 3, Органическую смесь (этилбензол и стиролсоотно. шении 1,5:1) в количестве 400 г/ч и воду 120 г/ч (30 мас.Ъ к разделяе мой смеси ) подают в колену с 35 теоретическими ступенягц, котакта. Параметры работы колонны: гемпера,84 597 тир 100,0 100 6200,то тура верха 36 С, давление верха 60 мм рт.ст., температура куба 98 С, флегмовое число 0,5, отбор верхнего продукта 361,6 г/ч, отбор кубового продукта 158,4 г/ч.П р и м е р 4, Смесь этилбен,зола со стиролом в соотношении 0,67:1 в количестве 400 г/ч и воду 90 г/ч 22 мас,Ъ подают в колонну с 35 теоретическими ступенями контакта. Параметры работы колонны: температура верха 70 С, давление 200 мм рт,ст температура куба 120 С, флегмовое число 0,72, отбор верхнего продукта 252,3 г/ч, отбор кубового продукта 237,7 г/ч.П р и м е р 5. Этиленбензол и стирол в соотношении 0,046:1 в коли честве 400 г/ч и воду 30 г/ч 7,8 мас.Ъ по отношению к разделяемой смеси подают в колонну с 35 теоретическими ступенями контакта. Параметры работы колонны: температура верха 60 С, давление верха 125 мм рт.ст.,температура куба 110 С, флегмовое число 3, отбор верхнего продукта 51,2 г/ч,отбор кубового продукта - 378,8 г/ч.Составы потоков по примерам 3-5представлены в табл. 3.В табл. 4 приведены сравнительные данные разделения смеси этилбензола и стирола различными способами: без добавления воды, по известному и предлагаемому способам.10 1 Во всех случаях число теоретических тарелок 35, флегмовое число0,61,Как следует из данных табл, 4,эффект достигается в результате про15 ведения процесса разделения в условиях, когда ключевой парой является вода стнрол или азеотроп водаэтилбензол) - стирол, относительная летучесть которой выше, чемпо известному способу. Этим достигается лучшее разделение этилбенэола, снижаются энерГозатраты наразделение и исключается стадияосушки стирола,,5 6,5 25,093,5 4975,0 ев 5910 иро 100 100,0 500 000,0 Итог родолжение та об агаемым с Компонен Дистилл к ГТмас0,0 Зр 23 196,0 16,39 о тилбенз 2,5 6,90 0,4896,29 5 76,7 Сти Игото 1196,0 1 00,0 а блица Разделение з добавления во депоненты Питание Дистиллят К,0 51,148,89 25,71 5,0 11 130,00,0 О,25 0 175,0 имеру од тилбензол 7,Стиро 5,5 0 9 282,1,:)8 ОО,О О,11,01081154 Продолжение табл. 3 Разделение предлагаемым способом Компонен Дистиллят Питание г/ч мас.3 ф мас.% 120,0 23,08 119,97 33,18 0,03 Вода 0,02 Этилбензол 240,0 46,14 240,0 66,3830,78 1,59 0,44 158,41 100, 0 361,6 100,0 158,44 Стирол Итого: 99,98 100,0 160,0 520,0 0,01 90,0 18,3789,97 0,03 35,66 63,41 Вода Этилбензол 160,0 32,65 159,98 0,02 237,65237,0 240,0 48,98 2,35490,0 100,0 252,3 Стирол Итого: 0,93100,0 0,08 Вода 30,0 6,98 29,92 0,02 0,01 0,04 378,68 378,80 Этилбензол 17,5 4,07 17,46 Стирол 382,5 88,95 3,82 Итого: 430,0 100,0 51,2 Таблица 4 Разделение без добавки воды Компоненты Дистиллят Куб 1 1 Питание г/ч мас% г/ч мас.З г/ч мас,Ъ 0,55113,0 90,0 203,0 67,48 32,52 30,0 37,50 50,0 62,50 80,0 100,0 Стирол Итого: 100,0 Продолжение табл, 4 Разделение известным способомфф Компонент Дистиллят Куб 1 г/ч мас.% г/ч мас.% г/ч мас,% 297,0 59,40 128,3 54,81 168,7 63,45 Вода 113,090,0500,0 7,5229,03 20,0 22,60 93,0 18,00 12,8 100,0 234,1 ЭтилбензолСтиролИтого: 77,2 265,9 100,0 ВодаЭтилбензол 55,67 44,33 100,0 83,0 40,0 123,0 58,44347,46100,0 39,73 5,46 100,01081154 Продолжение табл, 4 Разделение предлагаемым способом Компоненты Питание Дистиллят 1 1 Кубг/ч г/ч мас. В г/ч мас,% мас,Ъ 59,97 34,48 0,03 64,95 0,57 100,0 окуба - 100 С, давление верха 60 мм рт.ст,о100 С, давление верха 760 мм рт.ст,р соот 1,44:1 мас.ч."температура верха 90 С, кубаношение вода:разделяемая смесьтемпература верха 36 С, кубаношение вода:разделяемая смесь 101 С, давление верха 60 мм рт,ст, соот= 0,297:1 мас.ч,Составитель Е, ГорловРедактор Н. Егорова Техред Т.фанта Корректор С. Шекмар Заказ 1470/20 Тираж 410 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/ филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 ВодаЭтилбенэолСтиролИтого: 60,0113,0 90,0263,0 22,81 42,97 34,22 100,0 112, 96 1,00 173,93