ИТС 18-2016 Производство основных органических химических веществ
3.3 Производство стирола
Мировое производство стирола на 2015 год составило более 33 млн. тонн.
Основная часть стирола расходуется на получение полистирола, пенополистирола, АБС-пластиков, эмульсионных и растворных бутадиен-стирольных каучуков (БСК) и на ненасыщенные полиэфирные смолы. Также стирол находит применение при производстве стирол-бутадиеновых латексов, стирол-акрилонитрильных каучуков, эластичных термопластов и прочих веществ.
В настоящее время выделяют два основных принципиально разных способа получения стирола:
- дегидрирование этилбензола;
- способ совместного производства стирола и оксида пропилена.
Дегидрирование этилбензола
В качестве катализаторов дегидрирования применяют сложные композиции на основе оксидов железа и цинка. Например, типичный катализатор имеет состав, % масс.: FeО
- 75
80; K
СО
- 15
20; Сr
О
- 2
3; SiО
- 0,1
0,5. Значительное содержание K
СО
обусловлено тем, что в его присутствии происходит регенерация катализатора.
Реакция дегидрирования - эндотермическая (тепловой эффект реакции дегидрирования - 30 ккал/моль) и обратимая, поэтому высокая температура способствует ее протеканию. Реакцию проводят при температурах от 550°С до 650°С и давлении от 0,35 до 2 кгс/см абс. Повышению конверсии способствует снижение исходного парциального давления, поэтому этилбензол разбавляют инертным веществом, например, водяным паром (обычно массовое соотношение пара и этилбензольной шихты составляет от 2:1 до 3,5:1).
При таких условиях протекают следующие реакции:
Основная реакция:
|
Побочные реакции:
|
Кроме бензола, толуола, метана, водорода образуется ряд высококипящих продуктов за счет конденсации ароматических соединений.
Способ совместного производства стирола и оксида пропилена
Способ совместного производства стирола и оксида пропилена реализован на ПАО "Нижнекамснефтехим" г.Нижнекамск и включает три основные стадии. Первая из них состоит в синтезе гидропероксида этилбензола окислением этилбензола воздухом (при давлении ~0,4 МПа и температуре ~150°С) в каскаде реакторов колонного типа с последующим концентрированием с 10% до 25%:
|
В качестве побочных продуктов на этой стадии образуются ацетофенон и метилфенилкарбинол. Окисление ведут до накопления в реакционной смеси ~10% гидропероксида.
Вторая стадия - жидкофазное эпоксидирование пропилена в присутствии гомогенного или гетерогенного катализатора (чаще всего на основе молибдена) с образованием метилфенилкарбинола:
|
