Procedee de obtinere a stirenului prin dehidrogenare directa

Procedee de obtinere a stirenului prin dehidrogenare directa

Procedeele uzuale de fabricare a stirenului constau in dehidrogenarea catalitica a etilbenzenului, urmata de separarea stirenului din produsul de reactie lichid si purificarea acestuia.In functie de reactoarele utilizate, procedeele de dehidrogenare se impart in doua grupe: izoterme si adiabatice. Procedeul izoterm este mai dificil de aplicat pentru ca necesita reactoare multitubulare cu circulatie de purtator caloric in exteriorul tuburilor si are un cost mai ridicat si o productivitate mica. Aceste tipuri de reactoare au insa avantajul unui consum energetic mai mic, performante mai bune la temperaturi de reactie mai scazute si, ca urmare, un raport de dilutie de vapori de apa inferior fata de functionarea in conditii adiabatice. Datele tehnologice referitoare la acest procedeu sunt urmatoarele:

Temperatura de intrare in reactor: 580 C

temperatura purtatorului de caldura:

la intrare: 750 C

la iesire: 630 C

raport masic de dilutie cu vapori de apa: 1,1 - 1,2

conversia pe trecere: 60 % mol selectivitatea: 92 - 94 % mol

In figura 3 este prezentata schema procedeului tipic de obtinere a stirenului prin dehidrogenarea izoterma a etilbenzenului.

Catalizatorii recomandati pentru folosirea in reactorul izoterm trebuie sa aiba o rezistenta mecanica buna, capacitate de a lucra la dilutie redusa de abur:

hidrocarbura (1,1 - 1,2 m) si o durata de exploatare indelungata (5 - 6 ani).

Procedeul adiabatic a cunoscut o importanta dezvoltare industriala.

In cazul folosirii unei singure trepte de reactie, la acest procedeu se obtine o conversie per pas de cca 40 % la presiuni cuprinse intre 0,15 .

Pa abs.

Daca sunt aplicate doua trepte de reactie in serie se obtin conversii de - 50 %, la presiuni comparabile cu acelea la o singura treapta de reactie.

- procedeul Cosden - Badger. Literatura de specialitate informeaza despre existenta a 32 de instalatii de fabricare a stirenului dupa acest procedeu, cu capacitati cuprinse intre 32 - 45 kt stiren/an. Procedeul este realizat in reactoare adiabatice, la presiune atmosferica, avand o mare flexibilitate in

ceea ce priveste folosirea catalizatorilor, prezinta consumuri energetice scazute si folosqte la rectificare inhibitori fara sulf. Schema de pricipiu a instalatiei este prezentata in figura 5.

- procedeul Monsato Lummus Crest a fost aplicat in instalatii cu capacitati cuprinse intre 60 680 kt stiren/an, dehidrogenarea avand loc in sistem adiabatic, sub vid. Specific procesului este obtinerea directa a stirenului din benzen si etilena. Schema instalatiei este prezentata in figura 6.

procedeul Cd F Chemie Technip se aplica in instalatii cu capacitati cuprinse intre 20 - 300 kt stiren/an. Procesul este adiabatic si utilizeaza catalizatori cu performante superioare.

un procedeu nou, cu mai mari perspective de dezvoltare, este procedeul Styrol Plus, elaborat de firmele UOP si Allied Signal Engineering Material Research Center din S.U.A. Si aplicat de firma Mitsubishi Petro Chemical Corp. (M.P.C.) pe o instalatie de 5000 t/an stiren. Specific acestui procedeu este constructia reactorului si utilizarea a doi catalizatori diferiti, dintre care un catalizator pentru dehidrogenare, iar celalalt pentru arderea selectiva a hidrogenului rezultat din reactia de dehidrogenare. Caldura rezultata in urma arderii este consumata in proces. Instalatia a functionat cu o conversie de 83 %si selectivitate de 93 %. Pe baza rezultatelor obtinute s-a trecut la proiectarea unei instalatii cu o capacitate de 200 kt stiren/an. Prin acest procedeu se realizeaza o reducere de 25 % a consumului de abur supraincalzit si cu 25 % a combustibilului tehnologic.