RU2106334C1

RU2106334C1 - Styrene production process

Info

Publication number: RU2106334C1
Application number: RU95102352A
Authority: RU
Inventors: Б.Р. Серебряков; В.А. Белокуров; И.М. Васильев; В.В. Коваленко; И.И. Кадыров; Г.Н. Мельников; Л.С. Акимова; Д.Р. Саляхов
Original assignee: Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим"
Priority date: 1995-02-20
Filing date: 1995-02-20
Publication date: 1998-03-10
Also published as: RU95102352A

Abstract

FIELD: industrial organic syntheses. SUBSTANCE: styrene is produced via dehydration of methyl phenylcarbinol in the process of combined propylene oxide and styrene production. Invention is distinguished by performing evaporation of liquid raw material and its overheating directly in the reaction zone using heat of steam coming both from contact gas overheater and from steam-overheating furnace. High-boiling substances containing also methyl phenylcarbinol are not preliminarily separated upon evaporation but are decomposed into a series of useful products in the reactor together with bulk of raw material. EFFECT: enhanced process efficiency. 1 dwg, 4 tbl

Description

Изобретение относится к циклическим соединениям, в частности, к дегидратации метилфенилкарбинола в стирол в процессе совместного получения окиси пропилена и стирола. The invention relates to cyclic compounds, in particular, to the dehydration of methylphenylcarbinol to styrene during the joint production of propylene oxide and styrene.

Известны способы дегидратации алкилароматических спиртов в паровой фазе в адиабатическом реакторе с использованием в качестве катализатора окиси титана, тория, алюминия при температуре 180-280^oC [1, 2].Known methods for the dehydration of alkyl aromatic alcohols in the vapor phase in an adiabatic reactor using titanium oxide, thorium, aluminum oxide as a catalyst at a temperature of 180-280 ^o C [1, 2].

Недостатком указанных способов является низкий выход целевых продуктов и высокий расход энергоресурсов. The disadvantage of these methods is the low yield of the target products and high energy consumption.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ дегидратации метилфенилкарбинола в стирол с водным паром в присутствии катализатора на основе окиси алюминия в двухступенчатом адиабатическом реакторе с промежуточным подогревом контактного газа, обеспечивающего равенство температур на входе в каждую ступень контактирования [3]. Недостатком указанного способа также является недостаточная конверсия метилфенилкарбинола и селективность, а также повышенные потери тепла водяного пара на стадиях перегрева шихты и углеводородов при отборе высококипящих продуктов из испарителя, сжигание которых ухудшает санитарно-техническое состояние производства. К этому необходимо добавить необходимость периодической чистки перегревателя шихты от полимерных отложений, что приводит к незапланированным остановкам производства. The closest in technical essence is the method of dehydration of methylphenylcarbinol to styrene with water vapor in the presence of an alumina-based catalyst in a two-stage adiabatic reactor with intermediate heating of the contact gas, ensuring equal temperatures at the inlet to each contacting stage [3]. The disadvantage of this method is also the insufficient conversion of methylphenylcarbinol and selectivity, as well as increased heat loss of water vapor at the stages of overheating of the charge and hydrocarbons during the selection of high-boiling products from the evaporator, the burning of which worsens the sanitary-technical state of production. To this it is necessary to add the need for periodic cleaning of the charge superheater from polymer deposits, which leads to unplanned production shutdowns.

Предлагаемый способ лишен указанных недостатков, т.к. позволяет полностью исключить из технологической схемы узлы испарения и перегрева шихты до 320^oC и, следовательно, снизить потери тепла и углеводородов, избежать остановок систем, связанных с чисткой перегревателя шихты.The proposed method is devoid of these disadvantages, because allows you to completely exclude from the technological scheme the nodes of evaporation and overheating of the charge to 320 ^o C and, therefore, reduce heat and hydrocarbon losses, to avoid system shutdowns associated with cleaning the charge superheater.

Целью изобретения является снижение расхода энергоресурсов, расхода сырья и стабилизация работы производства, а также улучшение санитарно-технического состояния производства. The aim of the invention is to reduce energy consumption, consumption of raw materials and the stabilization of production, as well as improving the sanitary condition of production.

Поставленная цель достигается описываемым способом, согласно которому испарение жидкого сырья и его перегрев проводят непосредственно в реакционной зоне за счет тепла водяного пара, поступающего как из перегревателя контактного газа, так и из пароперегревательной печи, причем высококипящие продукты, содержащие также метилфенилкарбинол, предварительно при испарении не отделяются, а разлагаются на ряд ценных продуктов в реакторе вместе с основной массой сырья. The goal is achieved by the described method, according to which the evaporation of liquid raw materials and its overheating is carried out directly in the reaction zone due to the heat of water vapor coming from both the contact gas superheater and the superheater, while high-boiling products containing methylphenylcarbinol also do not pre-evaporate separated, and decomposed into a number of valuable products in the reactor along with the bulk of the raw materials.

Как показали исследования, при разложении высококипящих, отобранных из испарителя при температуре 280-320^oC, образуется в основном стирол и этилбензол.Studies have shown that the decomposition of high-boiling, taken from the evaporator at a temperature of 280-320 ^o C, forms mainly styrene and ethylbenzene.

На чертеже дана предлагаемая схема дегидратации. The drawing shows the proposed dehydration scheme.

По данному способу сырье - метилфенилкарбинольная фракция подается по линии 1 в конвекционную часть печи 2, где нагревается до температуры 180-190^oC за счет тепла отходящих дымовых газов и по линии 3 в жидком виде направляется на смешение с водяным паром и далее по линии 4 с температурой 270-320^oC в реактор I ступени 5.According to this method, the feedstock - methylphenylcarbinol fraction is fed through line 1 to the convection part of the furnace 2, where it is heated to a temperature of 180-190 ^o C due to the heat of the exhaust flue gases and sent through line 3 to the mixture for mixing with water vapor and then through line 4 with a temperature of 270-320 ^o C in the reactor of stage I 5.

Контактный газ по линии 6 поступает в межступенчатый перегреватель 7, где перегревается до температуры 270-320^oC, затем по линии 8 направляется в реактор II ступени 9. Контактный газ после реактора по линии 10 направляется на охлаждение и ректификацию.The contact gas through line 6 enters the interstage superheater 7, where it overheats to a temperature of 270-320 ^o C, then through line 8 it is sent to the reactor of stage II 9. The contact gas after the reactor through line 10 is sent to cooling and distillation.

Водяной пар поступает по линии 11 в печь 2, где перегревается до температуры 500-700^oC и по линии 12 поступает частично по линии 13 на смешение с сырьем, а частично на межступенчатый перегреватель 7, откуда подается также на смешение с сырьем по линии 15.Water vapor flows through line 11 to furnace 2, where it overheats to a temperature of 500-700 ^o C and through line 12 flows partially through line 13 to mix with raw materials, and partially to interstage superheater 7, from where it is also fed to mix with raw materials through line 15 .

Регулирование количества пара, поступающего из однокамерной пароперегревательной печи, производится в реактор 5 и межступенчатый перегреватель 7 с помощью заслонки с неполным прикрытием 14, что позволяет выдерживать необходимую температуру в каждом из реакторов. The amount of steam coming from the single-chamber superheater is regulated in the reactor 5 and the inter-stage superheater 7 using a shutter with an incomplete cover 14, which makes it possible to withstand the required temperature in each of the reactors.

Через каждые 400-1000 ч работы проводится регенерация катализатора паровоздушной смесью. Every 400-1000 hours of operation, the catalyst is regenerated with a steam-air mixture.

Изобретение иллюстрируется следующими изобретениями. The invention is illustrated by the following inventions.

Пример 1. Фракция метилфенилкарбинола подается в испаритель, откуда в смеси с водяным паром в паровой фазе поступает в теплообменник для непрямого перегрева водяным паром, поступающим из межступенчатого перегревателя, до температуры 270-320^oC и направляется в I ступень контактирования. Контактный газ на выходе из I ступени нагревается до температуры реакции в межступенчатом перегревателе и поступает во II ступень контактирования. Тяжелокипящий остаток, отбираемый из испарителя, направляется на сжигание.Example 1. The fraction of methylphenylcarbinol is fed to the evaporator, from where it is mixed with water vapor in the vapor phase into the heat exchanger for indirect overheating with water vapor coming from an interstage superheater to a temperature of 270-320 ^o C and sent to the first stage of contacting. The contact gas at the outlet of the first stage is heated to the reaction temperature in the interstage superheater and enters the second stage of contacting. The heavy boiling residue taken from the evaporator is sent to combustion.

Дегидратация проводится при двух значениях объемных скоростей на катализаторе окись алюминия (10 л) при следующих условиях (см. табл. 1). Dehydration is carried out at two values of space velocities on the alumina catalyst (10 L) under the following conditions (see Table 1).

При этом получены следующие результаты (см. табл. 2). The following results were obtained (see table. 2).

Пример 2 (по предлагаемому способу). Дегидратация МФК проводится при условиях, описанных в примере 1, однако сырье нагревается в пароперегревательной печи до температуры 180-190^oC в жидком виде без отделения из него высококипящих. Испаритель и перегреватель шихты из технологической схемы исключены.Example 2 (by the proposed method). IFC dehydration is carried out under the conditions described in example 1, however, the raw material is heated in a superheater to a temperature of 180-190 ^o C in liquid form without separating high boiling from it. The evaporator and charge superheater are excluded from the technological scheme.

При этом соблюдается следующий режим дегидратации (см. табл. 3). In this case, the following dehydration regimen is observed (see table. 3).

При этом получены следующие результаты (см. табл. 4). The following results were obtained (see table. 4).

Таким образом, внедрение данной схемы на действующем производстве окиси пропилена совместно со стиролом на АО "Нижнекамскнефтехим" позволит:
исключить из технологической схемы узлы испарения и перегрева сырья и соответственно снизить потери тепла при испарении и перегреве в аппаратах и трубопроводах за счет подачи в зону реакции жидкого сырья;
увеличить производительность реакторов по стиролу за счет повышения конверсии и разложения МФК и тяжелокипящих, ранее выводимых из испарителей;
соответственно снизить удельные расходы сырья и водяного пара;
улучшить санитарно-техническое состояние производства за счет исключения операции сжигания тяжелокипящих, выводимых из испарителя.Thus, the introduction of this scheme in the current production of propylene oxide together with styrene at JSC Nizhnekamskneftekhim will allow:
to exclude the nodes of evaporation and overheating of raw materials from the technological scheme and, accordingly, reduce heat losses during evaporation and overheating in apparatuses and pipelines by supplying liquid raw materials to the reaction zone;
to increase the productivity of reactors for styrene by increasing the conversion and decomposition of MPCs and heavy boilers previously removed from evaporators;
accordingly reduce the specific consumption of raw materials and water vapor;
improve the sanitary condition of production by eliminating the operation of burning heavy boilers removed from the evaporator.

Claims

A method of producing styrene by dehydration of methyl phenyl carbinol in a two-stage catalyst reactor — alumina — in the presence of water vapor with heating of a stream exiting the first stage by indirect contact with superheated water vapor, characterized in that the methyl phenyl carbinol fraction is preliminarily superheated for dehydration in the convection part of the overheating furnace up to 180 - 190 ^o C and mixed before entering the catalyst layer of the first stage of the reactor in a mass ratio of 1: 1.0 - 1.2 with water vapor, coming from an interstage superheater and directly from a superheater.