ИТС 18-2019 Производство основных органических химических веществ

     3.3. Производство стирола

Стирол (химическая формула , структурная формула ) выпускается промышленностью в виде бесцветной жидкости со слабым специфическим запахом, нерастворимой в воде. В основном стирол используется в качестве сырья для производства полистирола, в том числе вспененного, а также в производстве сополимеров акрилонитрил-бутадиен-стирола и стирол-акрилонитрила, бутадиен-стирольных каучуков, эластичных термопластов и прочих продуктов.

На российских предприятиях производство стирола реализовано по двум принципиально разным способам:

- дегидрирование этилбензола;

- совместное производство стирола и оксида пропилена.

Объем производства стирола в 2017 году составил 960 тыс. т.

Дегидрирование этилбензола

В качестве катализаторов дегидрирования применяют системы на основе оксидов железа. Реакция дегидрирования - эндотермическая (тепловой эффект реакции дегидрирования - 30 ккал/моль) и обратимая, поэтому высокая температура способствует ее протеканию. Реакцию проводят при температурах от 550 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:

Кроме бензола, толуола, метана, водорода, образуется ряд высококипящих продуктов за счет конденсации ароматических соединений.

Способ совместного производства стирола и оксида пропилена

Технология совместного получения стирола и пропиленоксида 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:

Жидкофазный процесс проводят при 80-130°С и давлении 1,6-6,5 МПа, а в качестве катализатора используют нафтенат молибдена. Степень превращения гидропероксида этилбензола достигает 90%. Селективность образования пропиленоксида ~92%.