Курсовая работа / Производство стирола - 2003 / Алексей-ОХТ / т6

308

часть 2. технология крупнотоннажных производств ...

глава 8. производство стирола и оксилов олефинов

309

Таблица 8.2. Азеотропные смеси

для любой другой системы) отгоняется часть стирола. При этом со­отношение между этилбензолом и стиролом в дистилляте первой колонны выбирается таким, чтобы кубовая жидкость колонны 2 по своему составу примерно соответствовала составу исходной смеси колонны 1.

Во втором варианте в колонне 1 отгоняется чистый этилбен-зол. В кубе этой колонны остается такое количество этилбензола, которое позволяет при допустимом вакууме поддерживать темпе­ратуру не более 100 °С. В колонне 2 в качестве дистиллята отгоня­ется оставшийся этил бензол вместе со стиролом, количество ко­торого определяется соотношением этилбензола и стирола в ис­ходной смеси первой колонны. В случае разделения этилбензола и стирола предпочтение может быть отдано первому варианту «двойной ректификации», в котором в колонне 2 подвергается на­греванию только часть стирола, тогда как во втором варианте весь стирол подвергается нагреванию в кубах обеих колонн, а это даже при вакууме приводит к его потерям за счет термополимеризации. Правда большая разница в энергозатратах может окупить потери стирола, но для этого требуется более детальное сравнение. Для решения задачи разделения пары «этилбензол — стирол» может быть предложен вариант с одной колонной, заполненной насад­кой с малым гидравлическим сопротивлением. В этом случае, учи­тывая большие потоки флегмы, будут разные количества потоков жидкости и пара по высоте колонны. Следовательно, для устойчи­вой работы насадочной колонны необходимы разные диаметры верхней и нижней частей колонны (рис. 8.5). Такая колонна поз­воляет разделить эту пару компонентов при температуре в кубе ко-

лонны не выше 100 "С.

Более предпочтительное изменение тех­нологии разделения реакционной смеси за­ключается в подаче ее в паровой фазы. В этом случае не нужно конденсировать ре­акционные пары (исключается как водная, так и рассольная конденсации). А это при­водит к значительному сокращению энер­гии, расходуемой в системе в целом. Кроме

Рис. 8.5.Насадочная колонна с укрепляющей и исчерпывающей частями разного диаметра: I — смесь этилбензола и стирола; II — стирол и поли­меры; III — этилбензол

того, так как процесс дегидрирования этилбензола проводится в при­сутствии водяного пара, а все углеводороды (бензол, толуол, этил-бензол, стирол и др.) образуют гетероазеотропы с водой (табл. 8.2), то даже при атмосферном давлении температура в колоннах будет ниже 100 "С, поскольку температура кипения гетероазеотропов уг­леводородов с водой всегда меньше 100 °С. В колоннах необходимо поддерживать некоторый вакуум только для того, чтобы предотвра­тить повышение температуры за счет гидравлического сопротивле­ния колонн. Кроме того, стирол нагревается в присутствии воды, т. е. находится в разбавленном состоянии, что снижает его реакционную способность.

Один из вариантов технологической системы разделения про­дуктов дегидрирования этилбензола в присутствии воды представлен на рис. 8.6. Исходная смесь при температуре, близкой к температуре конденсации, в паровой фазе подается в колонну 7. В этой колонне

Содержание углеводорода, % (мае.)

углеводорода азеотропа

Рве. 8.6. Технологическая схема разделения продуктов дегидрирования этилбензола в стирол при подаче продуктов реакции в паровой фазе: 1—6 — ректификационные колонны; 7 — сепаратор жидкость-жидкость; I — бензол-то-луольная фракция; II — этилбензол; III — стирол; ГУ — смолы; V — фузельная вода