Курсовая работа / Производство стирола - 2003 / Алексей-ОХТ / т4
.doc
304
часть 2. технология крупнотоннажных производств ..
холится параллельно устанавливать ряд аппаратов, что приводит к увеличению капитальных затрат и усложнению управления такими установками. В связи с этим в 1970-х годах появились аппараты со сплошным слоем катализатора без поверхностей теплообмена. В этих аппаратах тепло целиком подводится в виде перегретого водяного пара, и они работают в адиабатических условиях. В таком единичном аппарате происходит изменение температуры по высоте аппарата с 600-620 "С до 540-570 "С, что позволяет достигнуть конверсии этилбензола порядка 40 % (как и в изотермических аппаратах). Впоследствии в промышленности начали применять многоступенчатые (2-х или 3-х ступенчатые) адиабатические аппараты с промежуточным обогревом реакционной массы. При этом в промежуточных теплообменниках реакционная масса вновь подогревается перегретым паром до 600—630 "С. Такие аппараты обеспечивают высокую конверсию этилбензола при относительно низких капитальных затратах (используется только один реактор).
В последнее время начали применять так называемые кольцевые реакторы (рис. 8.1,в). В этих аппаратах имеется два-три слоя катализатора, в которые подается смесь этилбензола и водяного пара. В первый слой подают весь этилбензол и часть водяного пара, а в последующие слои подают только дополнительное количество водяного пара для поддержания необходимой температуры. В таких аппаратах при сохранении высокой селективности (89-90 %) удается достигать высоких конверсии этилбензола (60-75 %) при относительно низком расходе пара и капитальных затратах.
Рассмотрим один из вариантов части технологической схемы, включающей три подсистемы: подготовка сырья, процесс дегидрирования, конденсация продуктов дегидрирования (рис. 8.2). В данном случае применяется двухступенчатый адиабатический реактор. В верхней части реактора 5 смешиваются перегретые этилбензол (до 550 °С) и водяной пар (до 630 °С). Парогазовая смесь поступает в верхний катализаторный слой. В результате эндотермической реакции дегидрирования этилбензола температура продуктов реакции снижается до 585 °С. Эти продукты проходят встроенный теплообменник-перегреватель 4, в котором нагреваются до 630 °С за счет перегретого пара. Далее они поступают во вторую ступень (второй катализаторный слой). Продукты поступают в котел-утилизатор 7, в котором за счет тепла продуктов дегидрирования этилбензола из водного конденсата получается водяной пар. Этот пар перегревается в пароперегревателе 6 и поступает в теплообменник-перегреватель 4,
305
производство стирола и оксидов олефинов
III
о
600 С
_585°С .4
О
| . |
IV
'
1.
II
Рис. 8.2. Технологическая схема реакционного узла дегидрирования этилбензола:
1 - теплообменник; 2 - испаритель; 3 - перегреватель; 4 - межступенчатый перегреватель; 5 — реактор; 6 — пароперегревательная печь; 7 — котел-утилизатор; 8 - пенный аппарат; 9 - воздушный конденсатор; 10-12 - сепараторы; 13 - компрессор; 14 - рассольный конденсатор; 15 - отстойник; I - этилбензол; II - водный конденсат; III - пар; IV - печное масло на ректификацию
Исходный этилбензол смешивается с возвратным этилбензолом, поступающим из подсистемы разделения, и направляется в теплообменник, который обогревается конденсатом, поступающим из пенного аппарата 8,
Далее этот конденсат направляется на очистку от углеводородов и катализаторной пыли. Этилбензол с температурой 80 °С поступает в испаритель 2, где происходит испарение за счет водяного пара. Основная часть водяного пара поступает в межтрубное пространство, а около 10 % непосредственно предварительно смешивается с этилбензолом. В испарителе 2 этилбензол не только испаряется, но и перегревается до температуры 210 "С. Перегретая парогазовая смесь поступает в перегреватель 3, в котором перегревается до температуры 550 °С за счет водяного пара, поступающего из теплообменника 4, при этом пар охлаждается с 590 °С до 385 °С и поступает Для перегрева в пароперегревательную печь 6.
Продукты дегидрирования охлаждаются в котле-утилизаторе 7 До температуры 180°С и поступают в пенный аппарат & Туда же поступает нижний слой из отстойника 15, в котором расслаивают-