Технологическая схема дегидрирования этилбензола

Технологическая схема дегидрирования этилбензола
Технологическая схема дегидрирования этилбензола
Технологическая схема дегидрирования этилбензола

©2015 megapredmet.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов. Обратная связь...

123

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПРОИЗВОДСТВО СТИРОЛА

вариант 3

 

Студент: Данаев В. С.

Группа: ХЕБО-12-13

Преподаватель: Брук Л. Г.

 

Москва 2016

Оглавление:

Введение.

Характеристика целевого продукта.

Физико-химическое обоснование основных процессов производства целевого продукта и экологической безопасности производства.

Описание технологической схемы процесса.

Расчет материального баланса ХТС.

Расчет основных технологических показателей процесса.

Список использованной литературы.

 

Введение:

Среди процессов нефтехимической промышленности видное место занимают процессы каталитического дегидрирования парафиновых, олефиновых, алкилароматических углеводородов с целью получения мономеров, использующихся главным образом при производстве синтетических каучуков.

Основными мономерами являются бутадиен и изопрен. Стирол и α-метилстирол применяются в качестве дополнительных мономеров при производстве синтетических каучуков общего назначения. Наибольшее количество стирола идет на производство полистирола. Быстрое развитие промышленности синтетического каучука обусловлено наличием дешевой и доступной сырьевой базы, возможностью организации производства практически в любом промышленно-развитом районе, разработка новых прогрессивных технологических процессов, широким ассортиментом и неограниченными областями применения каучуков. Поэтому производство сырья (мономеров) для получения синтетических каучуков приобретает все большее значение. Помимо использования стирола в качестве мономера в промышленности синтетических каучуков он широко применяется в ряде других отраслей промышленности: пластических масс, лакокрасочной, химико-фармацевтической и т.д.

За рубежом спрос на стирол ежегодно возрастает на 3-4% и в настоящее время составляет около 11 млн. т. в год.

На производство стирола расходуется свыше 7% произведенного в мире этилена. Мощность по производству полистирола составляет в Западной Европе 2,4 млн. т. /год.

Объем производства полистирола около 12% мирового производства пластмасс.

Отечественная промышленность выпускает стирол двух основных марок: СДЭБ, СДМФК, которые отличаются по способу производства.

По итогам 2004 года производство стирола в РФ увеличилось на 20,6 % до 516 тыс. тонн в год. Основными производителями стирола в России являются: ОАО «Нижнекамскнефтехим» (210 тыс. тонн в год), ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» (150 тыс. тонн), ЗАО «СибурХимпром» (55 тыс. тонн) и ОАО «Ангарская нефтехимическая компания» (51 тыс. тонн). Значительные объемы производимого стирола экспортируются, в частности «Нижнекамскнефтехим» в 2004 году 7 % производимого стирола реализовал в РФ и 93 % – по экспортным контрактам, а в первом полугодии 2005 года – 5 % и 95 % соответственно.

 

 

Характеристика продукта:

Стирол (винилбензол, фенилэтилен) - C6H5-CH=CH2 один из важнейших мономеров - применяется в промышленности синтетических каучуков, латексов, в промышленности пластических масс для получения полистирола, а также в лакокрасочной, химико-фармацевтической и других отраслях промышленности.

Общие Хим. формула C8H8 Физические свойства Молярная масса 104.15 г/моль Плотность 0.909 г/см³ Термические свойства Т. плав. -30.6 °C Т. кип. 145 °C

 


Стирол представляет собой бесцветную прозрачную жидкость сильно преломляющую свет с характерным запахом. Смешивается во всех отношениях с метиловым и этиловым эфиром, бензолом, толуолом, четыреххлористым углеродом. Стирол является хорошим растворителем для многих соединений, в воде же растворяется плохо. Стирол характеризуется высокой реакционной способностью. На воздухе легко окисляется с образованием альдегидов и кетонов, придающих ему неприятный запах. При нагревании или под влиянием инициаторов стирол полимеризуется с образованием твердого полимера - полистирола. Полистирол обладает хорошими электроизоляционными свойствами и большой химической стойкостью. Он применяется для изготовления деталей электро- и радиотехнической аппаратуры, пенопластов, пластмассовых изделий общего назначения. Широко используются сополимеры стирола с акрилонитрилом, дивинилбензолом, N-винилкарбезолом. При хранении и транспортировке стирола его заправляют ингибитором (гидрохиноном, диоксил-п-хиноном и др.) Стирол горюч. Пределы взрывоопасности с воздухом 1,1 - 5,2%. Стирол — яд общетоксического действия, он обладает раздражающим, мутагенным и канцерогенным эффектом и имеет очень неприятный запах (порог ощущения запаха — 0,07 мг/м³). При хронической интоксикации у рабочих бывают поражены центральная и периферическая нервная система, система кроветворения, пищеварительный тракт, нарушается азотисто-белковый, холестериновый и липидный обмен, у женщин происходят нарушения репродуктивной функции. Стирол проникает в организм в основном ингаляционным путём. При попадании на слизистые оболочки носа, глаз и глотки паров и аэрозоля стирол вызывает их раздражение. Содержание метаболитов бензола в моче — миндальной, фенилглиоксиновой, гинуриновой и бензойной кислот — используют в качестве экспозиционного теста.

Средняя летальная доза составляет около 500-5000 мг/м³ (для крыс). Стирол относится к второму классу опасности.

 

Основная реакция: C6H5CH2CH3 → C6H5CH=CH2 + H2.

Побочные реакции:

C6H5CH2CH3 → C6H6 + CH2=CH2;

C6H5CH2CH3 → C6H5CH3 + CH4;

C6H5CH2CH3 → C6H6 + C2H6;

C6H5CH2CH3 → CO2 + H2.

2C6H5CH4 → C6H5CH2CH2C6H5 → C6H5CH=CHC6H5.

 

 

Способы получения стирола:

Термическое декарбоксилирование коричной кислоты проводится при температуре 120-130ОС и атмосферном давлении. Выход стирола составляет около 40%

C6H5CH=CHCOOH = СО2+C6H5CH=CH2;

Дегидратация фенилэтилового спирта. Реакция может быть реализована как в газовой, так и в жидкой фазе. Жидкофазная дегидратация фенилэтилового спирта осуществляется в присутствии фосфорной кислоты или бисульфита калия. Дегидратация в паровой фазе проводится над катализаторами: оксидами алюминия, тория или вольфрама. При использовании оксида алюминия выход стирола составляет до 90% от теории.

C6H5CH2CH2OH – H2O= C6H5CH=CH2

Синтез из ацетофенона. Стирол можно получить по реакции ацетофенона с этиловым спиртом над силикагелем: Выход составляет около 30%.

4) Получение стирола из галогенэтилбензола:

5) Получение стирола дегидрированием этилбензола.

6) Метод производства из этилбензола через гидропероксид этилбензола с одновременным получением оксида пропилена (халкон-процесс):

7)Получение стирола метатезисом этилена со стильбеном, полученным окислением толуола:

На первой стадии получают стильбен окислением толуола в присутствии РЬО2 или В>2О3 при -873 К:

2С6Н5СН3 + О2 — С6Н5-СН=СН-СбН5 + 2Н2О.

На второй стадии осуществляют собственно метатезис этилена со стильбеном в присутствии \Ю3 при 723 К:

С6Н5-СН=СН-СбН5 + С2Н4 — 2С6Н5-СН=СН2.

 

8) Получение стирола каталитической циклодимеризацией бутадиена:

2 СН2=СН-СН=СН2 — - СН=СН2- С6Н5-СН=СН2 + Н2О.

 

Все приведенные методы получения стирола (за исключением дегидрирования) многостадийны, используют повышенное давление и высокую температуру, что приводит к усложнению и удорожанию производства. Для некоторых методов используется не очень доступное сырье.

 

Практический способ получения стирола:

Получение стирола методом окисления этилбензола и пропилена.

Одновременно этим методом получают два ценных продукта - окись пропилена и стирол. Процесс осуществляют в жидкой фазе при 2-5 кратном избытке олефина по отношению к гидропероксиду и 80-110°С. Давление 2-7МПа. Количество катализатора 0,001-0,005 моль на 1 моль гидропероксида. Время реакции до 2 часов. Степень превращения ГПЭБ в стирол - 95% (мол). Селективность по ГПЭБ 80-90% (мол). В продуктах реакции почти отсутствуют высококипящие продукты.

Достоинства метода: высокий выход продуктов (90%); малое количество отходов; одновременный синтез двух целевых продуктов; высокая степень чистоты продуктов; мягкие условия; смесь в. п. +Э.Б. +О2 позволяет устранить обратимость, эндотермичность, повысить конверсию, снизить энергозатраты.

Недостатки:

т.к. в процессе применяется кислород при температуре реакции есть риск взрывоопасности;

кислород дорогой продукт.

Второй способ дегидрирование этилбензола.

Дегидрирование этилбензола до стирола на оксидных катализаторах.

 

С6H5CH2CH3 → C6H5CH=CH2

 

Достоинства метода: простота метода.

Недостатки метода: большой расход греющего пара на стадии дегидрирования.

Сравнительная характеристика основных условий и показателей процесса дегидрирования этилбензола в стирол.

 

 

Если сравнивать этих два метода, то окисление менее безопасно, расходуется дорогой реагент – кислород.

 

Физико-химическе обоснование процесса производства целевого продукта и экологической безопасности производства.

Основным методом промышленного производства стирола является каталитическое дегидрирование этилбензола. Этим методом получают более 90% мирового производства стирола. Менее распространен метод производства из этилбензола через гидропероксид этилбензола с одновременным получени­ем оксида пропилена (халкон-процесс).

Производство стирола дегидрированием этилбензола.

Основную реакцию дегидрирования можно представить следу­ющим образом:

С6Н5С2Н5 ↔ С6Н5СН=СН2+Н2

Процесс дегидрирования относится к типу гомолитических превращений, в которых важную роль играет хемосорбция реа­гентов на активных центрах (за счет электронных переходов с уча­стием катализатора ослабляются или полностью разрываются хи­мические связи в адсорбированной молекуле). В равновесном процессе гидрирования – дегидрирования каждая элементарная стадия обратима.

123

Технологическая схема дегидрирования этилбензола Технологическая схема дегидрирования этилбензола Технологическая схема дегидрирования этилбензола Технологическая схема дегидрирования этилбензола Технологическая схема дегидрирования этилбензола Технологическая схема дегидрирования этилбензола Технологическая схема дегидрирования этилбензола Технологическая схема дегидрирования этилбензола Технологическая схема дегидрирования этилбензола Технологическая схема дегидрирования этилбензола Технологическая схема дегидрирования этилбензола

Изучаем далее:



Как сделать наклонную скамью из досок

Как сделать прическу с пучком сверху

Кукольный театр для дошкольников своими руками6

Электронная схема ветерка 8

Схема платы робота пылесоса