Расчет материального баланса производства стирола

Водный раствор ацетона и ацетилен растворяют в жидком ам­миаке при 40?С и давлении 0,2 МПа. Протекает реакция образова­ния метилбутинола:

.

После испарения аммиака из реакционной массы отгоняют азеотроп карбинола с водой. К последнему добавляют бензол и от­гоняют от воды легко разделяющуюся при отстое смесь карбинола с бензолом. Бензол возвращают в процесс, а метилбутинол подают на гидрирование, которое проводят в присутствии воды при 50 "С и давлении 0,1 МПа на платиновом катализаторе:

.

Водный раствор образовавшегося диметилвинил карбинол а ис­паряют, пары перегревают и подают в реактор дегидратации, где при 300?С на алюмосиликатном катализаторе образуется изопрен:

.

Реакционную смесь промывают водой и подвергают ректифи­кации для выделения товарного изопрена.

Производительность по стиролу, т/сут 50

Состав этилбензола, % мас.: этилбензол 97,5

0- КСИЛОЛ 2,5

Мольное соотношение «этилбензол : Н2О» 1 : 16

Условия реакции: температура,  600°С

давление, атм. 1 '

Значение Кр при температуре реакции 0,199

Степень достижения равновесия 0,87

Файл помощи оформления заказа и порядок (инструкция) его получения 

 Краткая теория процесса

Основным промышленным способом получения стирола является каталитическое дегидрирование этилбензола. Этилбензол получают алкилированием бензола этиленом. Наряду с этим его можно выделять из ксилольной фракции каталитического риформинга. Основная реакция дегидрирования этилбензола в стирол выражается уравнением:

C₆H₅CH₂CH₃ ? C₆H₅CH=CH₂ + H₂.                             (1.1)

Наряду с основной реакцией протекают побочные реакции распада и уплотнения. В результате распада этилбензола образуется бензол, толуол, метан, этилен. Происходит также полное разложение углеводородов:

C₆H₅CH₂CH₃ ? C₆H₆ + CH₂=CH₂;                               (1.2)

C₆H₅CH₂CH₃ ? C₆H₅CH₃ + CH₄;                               (1.3)

C₆H₅CH₂CH₃ ? C₆H₆ + C₂H₆;                                  (1.4)

C₆H₅CH₂CH₃ ? CO₂ + H₂.                                   (1.5)

Кроме того, образуются высококонденсированные углеводороды:

2C₆H₅CH₄ ? C₆H₅CH₂CH₂C₆H₅ ? C₆H₅CH=CHC₆H₅.               (1.6)

Процесс эндотермический. Тепловой эффект реакции 100 кДж/моль. Для эндотермической реакции дегидрирования благоприятны высокие температуры, т.к. равновесие будет смещаться в сторону образования продуктов, поэтому температура для разных технологических процессов меняется от 200 до 600-650 °С. Она зависит от типа исходного вещества и во многом определяется термодинамическими особенностями реакции. Так температура реакции дегидрирования этилбензола в стирол равна 590-620 °С.