Установка для получения стирола жидкофазной дегидратацией метилфенилкарбинола

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА
ЖИДКОФАЗНОЙ ДЕГИДРАТАЦИЕЙ
МЕТИЛФЕНИЛКАРБИНОЛА
Полезная модель относится к нефтехимической и химической промьппленности и предназначена для получения стирола жидкофазной дегидратацией метилфенилкарбинола.
Известно использование дистилляционных колонн в качестве реактораректификатора, особенно при получении простых эфиров, например, метилтретбутилового эфира, трет-амилового эфира и так далее (Патент РФ №2151624, МПК В 01 D 3/14, опубл. 27.06.2000; патент РФ №2157714, МПК В 01 D 3/14, опубл. 20.10.2000). Но для процессов получения стирола такие реакторы не подходят.
Известна установка для получения стирола парофазной дегидратацией
метилфенилкарбинола в адиабатическом реакторе на твердом катализаторе,
включающая трубчатую печь, реакторы дегидратации метилфенилкарбинола, подогреватель, перегреватель, колонну, кипятильншс, теплообменник, скруббер, воздушный и водяной конденсаторы, сепаратор, отстойник и емкости (П.А. К1ФПИЧНИКОВ, В.В. Берестнев, Л.М. Попова «Альбом технологических схем основных производств промыпшенности синтетического каучука. Л., Химия, 1986, стр. 109-110). Описанная установка предназначена для работы на твердом катализаторе в паровой фазе.
Наиболее близкой к предлагаемой является установка для по.11учения стирола жидкофазной дегидратацией метилфенилкарбинола, содержащая приспособление для подогрева сырья, реактор дегидратации метилфенилкарбинола, конденсатор, отстойник, причем, в качестве реактора дегидратации метилфенилкарбинола используют ректификационную колонну, содержащую не менее трех теоретических тарелок, имеющую в нижней части устройство для вывода кубового продукта и соединенную с приспособлением для подогрева сырья, которое снабжено устройствами для ввода сырья и катализатора, встроенгоо-f гг-з 4 z о.
у,, f  ,
МПК В 01 D 3/14, С 07 С 15/46 X ными в нижнюю часть приспособления для подогрева сырья или в линию циркуляции кубового продукта, в верхней части колонны расположены устройство для подачи флегмы и патрубок, соединяющий колонну с конденсатором, отстойником для разделения продуктов дегидратации на водный и углеводородный слои и вакуумной системой (Свидетельство РФ №23243, МПК В 01 D 3/14, опубл. 06.10.2002). Ректификационная колонна, используемая в качестве реактора дегидратации метилфенилкарбинола, может содержать приспособление для отвода продукта с нижней тарелки и систему подачи ингибитора полимеризации стирола. Описанная установка не обеспечивает высокую конверсию сырья из-за недостаточно хорошего подвода тепла в зону реакции в условиях эндотермической реакции, какой является реакция дегидратации метилфенилкарбинола. Задачей полезной модели является создание установки для получения стирола, позволяющей достичь высокой конверсии сырья в процессе жидкофазной дегидратации метилфенилкарбинола. Для рещения поставленной задачи предлагается установка для получения стирола жидкофазной дегидратацией метилфеиилкарбинола, содержащая приспособление для подогрева сьфья, реактор дегидратации метилфенилкарбинола, представляющий собой ректификационную колонну, линии питания, вывода и циркуляции кубового продукта, линию подачи катализатора, соединенную с линией циркуляции кубового продукта, линию вывода верхнего продукта, соединяющую реактор с конденсатором, отстойником для разделения продуктов дегидратации на водный и углеводородный слои и вакуумной системой, при этом реактор дополнительно содержит распределительную тарелку, соединенную с линией питания, встроенный теплообменник трубчатого типа, находящийся ниже линии питания, и теплообменную рубащку, обогревающую кубовую часть реактора. Кубовая часть реактора может быть оборудована уровнемерным устройством и распреде.11ительным устройством для ввода газа. Линия циркуляции кубовой жидкости может быть соединена с линией питания, оборудованной смесительным устройством интенсивного перемешивания.
Кроме того, установка может содержать узел приготовления катализатора, соединенный с линией циркуляции кубового  непосредственно или через смесительное устройство интенсивного перемешивания; устройства для подачи ингибитора термополимеризации стирола, расположенные на линии циркуляции кубового продукта и/или на линии вьшода кубового продукта и/или на линии вывода верхнего продукта, и устройства для ввода нейтрализующего агента, расположенные на линиях вьшода кубового и верхнего продуктов.
Установка получения стирола жидкофазной дегидратацией метилфенилкарбинола может быгь вьшолнена как из нержавеющей, так и из углеродистой стали.
Реактор дегидратации метилфенилкарбинола (МФК) может иметь тарелки любых конструкций или насьшную насадку. Верхний предел количества
теоретических тарелок ограничивается экономической целесообразностью и температурой, необходимой для поддержания реакционной среды в жидком состоянии. Линии питания, подачи катализатора, вьтода продуктов и т.д. могут быть соединены через фланцы, сваркой или любым другим способом,
обеспечивающим герметичность в данных условиях. Количество приспособлений для подогрева сырья и конденсаторов зависит от нагрузки по сырью и теплообмена используемьк конструкций. В качестве приспособлений для подогрева сырья могут использоваться теплообменники, печи, теплоэлектронагреватели и др.. В качестве устройства для ввода сьфья и катализатора могут быть использованы патрубки, патрубки со смесителем и т.д.. В качестве вакуумной системы могут быть использованы пароэжекторная установка, масляный насос и т.д.. В качестве устройств для подачи ингибитора термополимеризации стирола может быть использована система патрубков со смесителями или расгфеделительными тарелками, обеспечивающая подачу ингибитора в верхнюю, среднюю и нижнюю часть реактора, а также в приспособление для подогрева сырья, конденсатор и отстойник.
Примеры конкретного вьшолнения. л п 1- реактор дегидратации МФК; 2- приспособление для подогрева сырья; 3- коидеисатор; 4- отстойник для разделения продуктов дегидратации на водный и угдородный слои; 5- емкость для сбора углеводородного слоя; 6- емкость для сбора водного слоя; 7- вакуумная система; 8- узел приготовления катализатора; 9, 10 - смесительные устройства для интенсивного перемешивания; 11 - теплообменное устройство для поддержания температуры 1субового укта; 12- распределительная тарелка; 13- теплообменник трубчатого типа; 14- ректификационные тарелки; 15- теплообменная рубаппса; 16- распределительное устройство для ввода газа; 17- уровнемерное устройство; 18- емкость для сбора кубового продукта; 19- линия подачи фракции МФК на установку дегидратации; 19а - линия питания реактора; 20- линия подачи фракции МФК на узел приготовления катализатора; 21- линия подачи сырья для приготовления катализатора; 22- линия подачи катализатора в реактор дегидратации МФК; 23- линия вывода верхнего продукта; 24- линия, соединяющая установку с вакуумной системой; 25- линия вьшода водного слоя; 26- линия вывода углеводородного слоя; 27- линия вьшода кубового продукта; 28- линия подачи газа; 30, 31, 32 - линии подачи иейтрализующего агента; 33, 34, 35 - устройства для подачи ингибитора темополимеризации стирола. Установка для получения стирола жидкофазной дегидратацией метилфенилкарбинола работает следуюпщм образом. На установку дегидратации по линии 19 подается предварительно подогретая в приспособлении для подогрева сырья (теплообменнике) 2 фракция МФК. Часть подогретой в теплообменнике 2 фракции МФК по линии 20 подается на узел приготовления катализатора 8, в который по линии 21 подают также сьфье для приготовления катализатора. Получениый катализатор по ЛИНЕЙ 22 подается в нижнюю часть реактора 1. Возможно смешение кубового продукта, выводимого по линии 27 и далее по линиям 29 и 29а, с катализатором, подаваемым по линии 22, непосредственно в линии 22 или в смесительном устройстве 10 и подача полученного раствора в нижнюю часть реактора 1. Фракция МФК по линии питания 19а поступает в реактор 1 на распределительную тарелку 12, проходиг через встроенный теплообменник трубчатого типа 13, где дополнительно подогревается, и попадает в обогреваемую наружной теплообменной рубаижой 15 кубовую часть реактора, где контактирует с катализатором при перемешивании с инертным газом, подаваемым по линии 28 с помошью устройства 16. Уровень жидкости в кубе реактора определяется с помошью уровнемерного устройства 17. Кубовый продукт вьшодится из реактора по линии 27 и цир1 лирует через тепяообменное устройство 11, емкость 18 по линии 29 и/или 29а через смесительное устройство для интенсивного пермешиванияЮ, и/или по линии 29 в нижнюю часть реактора, и/или по линии 296 через смесительное устройство интенсивного перемешивания 9 и по линии питания 19а подается на распределительную тарелку 12 реактора. Часть кубовой жидкости из емкости 18 вьшодится на дальнейшую переработ. Образующиеся в процессе дегидратации в кубе реактора продукты реакции (стирол и вода) испаряются под действием температуры и поднимаются в верхнюю часть реактора, где отделяются от сырья и тяжелокипяпщх примесей на ректификационных тарелках 14. Давление в реакторе регулируется вакуумной системой 7, соединенной с реактором посредством
линий 23 и 24. Полученные продукты дегидратации МФК (катализат) через устройство, расположенное в верхней части реактора (на схеме не показано), по линии 23 поступают в конденсатор 3, а затем в отстойник 4 для разделения продуктов дегидратации на водный и углеводородный слои, откуда углеводородный слой по линии 26 подается в емкость 5, из которой отводится на склад, а водный слой по линии 25 поступает в емкость 6, из которой отводится на дальнейшую переработку. На ;шниях 25, 26 и 27 установлены устройства для ввода нейтрализующего агента 30, 31 и 32. Устройства для подачи ингибитора термополимеризации 33, 34 и 35 расположены на линии вывода кубового гфодукта 27 и/или на линии циркуляции кубового продукта 29 и/или на линии вывода верхнего продукта 23.
Предлагаемая установка для получения стирола жидкофазной дегидратацией метилфенилкарбинола позволяет проводить реакцию с более высокой селективностью, так как конструкция реактора позволяет выводить продукты реакции из зоны контакта с катализатором, что уменьшает образование побочных продуктов - эфиров и позволяет проводить реакцию при более низкой температуре, что уменьшает образование полимера.