 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Производство стирола дегидрированием этилбензола.
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПРОИЗВОДСТВО СТИРОЛА вариант 3
Студент: Данаев В. С. Группа: ХЕБО-12-13 Преподаватель: Брук Л. Г.
Москва 2016 Оглавление: Введение. Характеристика целевого продукта. Физико-химическое обоснование основных процессов производства целевого продукта и экологической безопасности производства. Описание технологической схемы процесса. Расчет материального баланса ХТС. Расчет основных технологических показателей процесса. Список использованной литературы.
Введение: Среди процессов нефтехимической промышленности видное место занимают процессы каталитического дегидрирования парафиновых, олефиновых, алкилароматических углеводородов с целью получения мономеров, использующихся главным образом при производстве синтетических каучуков. Основными мономерами являются бутадиен и изопрен. Стирол и α-метилстирол применяются в качестве дополнительных мономеров при производстве синтетических каучуков общего назначения. Наибольшее количество стирола идет на производство полистирола. Быстрое развитие промышленности синтетического каучука обусловлено наличием дешевой и доступной сырьевой базы, возможностью организации производства практически в любом промышленно-развитом районе, разработка новых прогрессивных технологических процессов, широким ассортиментом и неограниченными областями применения каучуков. Поэтому производство сырья (мономеров) для получения синтетических каучуков приобретает все большее значение. Помимо использования стирола в качестве мономера в промышленности синтетических каучуков он широко применяется в ряде других отраслей промышленности: пластических масс, лакокрасочной, химико-фармацевтической и т.д. За рубежом спрос на стирол ежегодно возрастает на 3-4% и в настоящее время составляет около 11 млн. т. в год. На производство стирола расходуется свыше 7% произведенного в мире этилена. Мощность по производству полистирола составляет в Западной Европе 2,4 млн. т. /год. Объем производства полистирола около 12% мирового производства пластмасс. Отечественная промышленность выпускает стирол двух основных марок: СДЭБ, СДМФК, которые отличаются по способу производства. По итогам 2004 года производство стирола в РФ увеличилось на 20,6 % до 516 тыс. тонн в год. Основными производителями стирола в России являются: ОАО «Нижнекамскнефтехим» (210 тыс. тонн в год), ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» (150 тыс. тонн), ЗАО «СибурХимпром» (55 тыс. тонн) и ОАО «Ангарская нефтехимическая компания» (51 тыс. тонн). Значительные объемы производимого стирола экспортируются, в частности «Нижнекамскнефтехим» в 2004 году 7 % производимого стирола реализовал в РФ и 93 % – по экспортным контрактам, а в первом полугодии 2005 года – 5 % и 95 % соответственно.
Характеристика продукта:
Стирол (винилбензол, фенилэтилен) - C6H5-CH=CH2 один из важнейших мономеров - применяется в промышленности синтетических каучуков, латексов, в промышленности пластических масс для получения полистирола, а также в лакокрасочной, химико-фармацевтической и других отраслях промышленности.
Стирол представляет собой бесцветную прозрачную жидкость сильно преломляющую свет с характерным запахом. Смешивается во всех отношениях с метиловым и этиловым эфиром, бензолом, толуолом, четыреххлористым углеродом. Стирол является хорошим растворителем для многих соединений, в воде же растворяется плохо. Стирол характеризуется высокой реакционной способностью. На воздухе легко окисляется с образованием альдегидов и кетонов, придающих ему неприятный запах. При нагревании или под влиянием инициаторов стирол полимеризуется с образованием твердого полимера - полистирола. Полистирол обладает хорошими электроизоляционными свойствами и большой химической стойкостью. Он применяется для изготовления деталей электро- и радиотехнической аппаратуры, пенопластов, пластмассовых изделий общего назначения. Широко используются сополимеры стирола с акрилонитрилом, дивинилбензолом, N-винилкарбезолом. При хранении и транспортировке стирола его заправляют ингибитором (гидрохиноном, диоксил-п-хиноном и др.) Стирол горюч. Пределы взрывоопасности с воздухом 1,1 - 5,2%. Стирол — яд общетоксического действия, он обладает раздражающим, мутагенным и канцерогенным эффектом и имеет очень неприятный запах (порог ощущения запаха — 0,07 мг/м³). При хронической интоксикации у рабочих бывают поражены центральная и периферическая нервная система, система кроветворения, пищеварительный тракт, нарушается азотисто-белковый, холестериновый и липидный обмен, у женщин происходят нарушения репродуктивной функции. Стирол проникает в организм в основном ингаляционным путём. При попадании на слизистые оболочки носа, глаз и глотки паров и аэрозоля стирол вызывает их раздражение. Содержание метаболитов бензола в моче — миндальной, фенилглиоксиновой, гинуриновой и бензойной кислот — используют в качестве экспозиционного теста. Средняя летальная доза составляет около 500-5000 мг/м³ (для крыс). Стирол относится к второму классу опасности.
Основная реакция: C6H5CH2CH3 → C6H5CH=CH2 + H2. Побочные реакции: C6H5CH2CH3 → C6H6 + CH2=CH2; C6H5CH2CH3 → C6H5CH3 + CH4; C6H5CH2CH3 → C6H6 + C2H6; C6H5CH2CH3 → CO2 + H2. 2C6H5CH4 → C6H5CH2CH2C6H5 → C6H5CH=CHC6H5.
Способы получения стирола: Термическое декарбоксилирование коричной кислоты проводится при температуре 120-130ОС и атмосферном давлении. Выход стирола составляет около 40% C6H5CH=CHCOOH = СО2+C6H5CH=CH2; Дегидратация фенилэтилового спирта. Реакция может быть реализована как в газовой, так и в жидкой фазе. Жидкофазная дегидратация фенилэтилового спирта осуществляется в присутствии фосфорной кислоты или бисульфита калия. Дегидратация в паровой фазе проводится над катализаторами: оксидами алюминия, тория или вольфрама. При использовании оксида алюминия выход стирола составляет до 90% от теории. C6H5CH2CH2OH – H2O= C6H5CH=CH2 Синтез из ацетофенона. Стирол можно получить по реакции ацетофенона с этиловым спиртом над силикагелем: Выход составляет около 30%.
4) Получение стирола из галогенэтилбензола: 5) Получение стирола дегидрированием этилбензола. 6) Метод производства из этилбензола через гидропероксид этилбензола с одновременным получением оксида пропилена (халкон-процесс):
7)Получение стирола метатезисом этилена со стильбеном, полученным окислением толуола: На первой стадии получают стильбен окислением толуола в присутствии РЬО2 или В>2О3 при -873 К: 2С6Н5СН3 + О2 — С6Н5-СН=СН-СбН5 + 2Н2О. На второй стадии осуществляют собственно метатезис этилена со стильбеном в присутствии \\Ю3 при 723 К: С6Н5-СН=СН-СбН5 + С2Н4 — 2С6Н5-СН=СН2.
8) Получение стирола каталитической циклодимеризацией бутадиена: 2 СН2=СН-СН=СН2 — - СН=СН2- С6Н5-СН=СН2 + Н2О.
Все приведенные методы получения стирола (за исключением дегидрирования) многостадийны, используют повышенное давление и высокую температуру, что приводит к усложнению и удорожанию производства. Для некоторых методов используется не очень доступное сырье.
Практический способ получения стирола: Получение стирола методом окисления этилбензола и пропилена. Одновременно этим методом получают два ценных продукта - окись пропилена и стирол. Процесс осуществляют в жидкой фазе при 2-5 кратном избытке олефина по отношению к гидропероксиду и 80-110°С. Давление 2-7МПа. Количество катализатора 0,001-0,005 моль на 1 моль гидропероксида. Время реакции до 2 часов. Степень превращения ГПЭБ в стирол - 95% (мол). Селективность по ГПЭБ 80-90% (мол). В продуктах реакции почти отсутствуют высококипящие продукты. Достоинства метода: высокий выход продуктов (90%); малое количество отходов; одновременный синтез двух целевых продуктов; высокая степень чистоты продуктов; мягкие условия; смесь в. п. +Э.Б. +О2 позволяет устранить обратимость, эндотермичность, повысить конверсию, снизить энергозатраты. Недостатки: т.к. в процессе применяется кислород при температуре реакции есть риск взрывоопасности; кислород дорогой продукт. Второй способ дегидрирование этилбензола.
Дегидрирование этилбензола до стирола на оксидных катализаторах.
С6H5CH2CH3 → C6H5CH=CH2
Достоинства метода: простота метода. Недостатки метода: большой расход греющего пара на стадии дегидрирования. Сравнительная характеристика основных условий и показателей процесса дегидрирования этилбензола в стирол.
Если сравнивать этих два метода, то окисление менее безопасно, расходуется дорогой реагент – кислород.
Физико-химическе обоснование процесса производства целевого продукта и экологической безопасности производства. Основным методом промышленного производства стирола является каталитическое дегидрирование этилбензола. Этим методом получают более 90% мирового производства стирола. Менее распространен метод производства из этилбензола через гидропероксид этилбензола с одновременным получением оксида пропилена (халкон-процесс). Производство стирола дегидрированием этилбензола. Основную реакцию дегидрирования можно представить следующим образом: С6Н5С2Н5 ↔ С6Н5СН=СН2+Н2 Процесс дегидрирования относится к типу гомолитических превращений, в которых важную роль играет хемосорбция реагентов на активных центрах (за счет электронных переходов с участием катализатора ослабляются или полностью разрываются химические связи в адсорбированной молекуле). В равновесном процессе гидрирования – дегидрирования каждая элементарная стадия обратима. |
