Презентация на тему: "Стирол важное химическое сырье"

Стирол


                Подготовил: Наумов Арсений Константинович 
                Группа:ТПИ122
                Преподаватель :Липатова Евгения Николаевна

Санкт-Петербург
2022

                       Свойства стирола
Стирол представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, которая легко испаряется. Старый образец может выглядеть слегка желтоватым. Хотя он имеет сладковатый запах, другие химические вещества могут придать ему резкий, неприятный привкус. Хотя стирол плохо растворяется в воде, он хорошо растворяется в этаноле, эфире и ацетоне и слабо растворяется в четыреххлористом углероде. Также он образует однородную смесь с бензолом.

Стирол менее плотен, чем вода, но его пары тяжелее воздуха и раздражают глаза. Если он полимеризуется в закрытом контейнере, контейнер может разорваться на части.

 Вязкость: 0,696 сП при 25 °C 

Полимеризация: Постепенно при комнатной температуре и легко при температуре выше 65 °C. Полимеризация также может происходить из-за присутствия пероксидов, окислителей или солнечного света. Чтобы предотвратить это, стирол обычно смешивают с ингибиторами. Однако это не препятствует стиролу разъедать медь и медные сплавы.


                                                                                  Рис.1 Жидкий стирол

  Применение в промышленности нефтехимического синтеза
Основное направление использования стирола – это создание огромного количества полимеров. стирола, который является важнейшим продуктом нефтехимии, на его основе получают :
синтетический каучук
 полистирол,
латекс
Ппенопласт (вспененный полистирол)
модифицированные стиролом полиэфиры
пластики АБС (акрилонитрил-бутадиен-стирол) и САН (стирол-акрилонитрил). 
     Кроме этого, стирол является составляющим компонентом напалма.
В результате реакции сополимеризации бутадиена и стирола получаются бутадиен-стирольные каучуки, которые активно применяют в шинном производстве, а также при изготовлении формовой и неформовой резиновой продукции. Вследствие высокого уровня радиационной стойкости, бутадиен-стирольные каучуки используют в процессе создания резин, которые противостоят гамма-излучению.


Рис.2 Синтетический каучук

Рис.3 Полистирол

                       Методы получения



Большое количество стирола синтетически создается из этилбензола. Фактически, более 99% этилбензола, производимого во всем мире, предназначено для производства стирола. Этилбензол - легковоспламеняющаяся бесцветная жидкость, образующаяся в результате реакций Фриделя – Крафтса между этиленом и бензолом в присутствии цеолитов. В настоящее время для производства стирола из этилбензола используются два процесса:
Дегидрирование этилбензола.
Обработка этилбензола кислородом.

Стирол также можно получить, используя недорогое сырье: метанол.

В лабораториях его получают путем удаления карбоксильной группы из коричной кислоты - белого кристаллического соединения.

   Рис.3 ​
 Рис.4 Коричная кислота

      Дегидрированием этилбензола
  
Рис.5 Реакция дегидрирования
Получение стирола в большинстве случаев, а именно 90 %, осуществляется дегидрированием этилбензола. Этилбензол может быть получен: 1) алкилированием бензола этиленом; 2)извлечением из фракций «сырого бензола», полученной разделением прямого коксового газа, или из ксилольной фракции риформинга нефтепродуктов. Основную реакцию дегидрирования можно представить следующим образом:


Процесс дегидрирования необходимо проводить при высоких температурах (600–6300С) при разбавлении водяным паром в массовом соотношении (2,5–3):1 и общем атмосферном давлении [10, c.301]. Использование большого количества перегретого пара делает этот процесс дорогостоящим. При дегидрировании этилбензола наряду со стиролом образуется ряд побочных продуктов, в частности бензол и толуол. Для увеличения селективности процесса важны катализаторы, температура, степень разбавления водяным паром и конверсии этилбензола. В настоящее время, в качестве катализатора используют железооксидный катализатор, содержащий 55–80 % Fe2O3, 2–28 % Cr2O3, 15–35 % К2СО3 и некоторые оксидные добавки.

     Характеристика конструкции реакторов
    
Недостатком метода дегидрирования этилбензола является трудность отделения стирола от непрореагировавшего этилбензола. Повышение температуры влечет за собой увеличение выхода побочного продукта, за счет активации побочных реакций. Для получения селективности ≈ 90 %, необходимо подобрать наиболее подходящий катализатор, оптимальные условия проведения процесса и конструкции аппаратов.

  Катализаторы оптимальные параметры процесса
Исходный этилбензол поступает в теплообменник (2), вместе с рециклом и водяным паром, где перемешиваются и испаряются. В теплообменнике (4) пары перегреваются до t = 500–520°С. Перед реактором происходит перемешивание паров алкилбензола, воды и перегретого водяного пара (t=700–730 °С). В пароперегревательной печи (1) перегретый пар генерируется. Температура смеси на входе в слой катализатора 600–640°С, на выходе она понижается на 50–60°С, это связано с тем, что реакции дегидрирования эндотермическая. Для разбавления этилбензола используют насыщенный водяной пар из котла-утилизатора (5). В пенный аппарат (6) поступает контактный газ, где дополнительно охлаждается до t = 102°С и очищается от катализаторной пыли. В воздушном холодильнике (7) происходит охлаждение, конденсация воды и углеводородов из контактного газа. В сепараторе (8) отделяются газообразные продукты реакции как горючие ВЭР. В разделителе фаз (9) происходит отделение углеводородов от воды, после чего направляются на ректификацию. В пенный аппарат (6) поступает водный слой и после очистки от растворенных углеводородов подается на питание котла-утилизатора (5) и далее — в рецикл.
Рис.6 Технологическая схема реакционного узла дегидрирования этилбензола  ​

    Храрактиристика конструкции реакторов
Технологическая схема дегидрирования этилбензола представлена на рис.1., где 1 — пароперегревательная печь; 2 — испаритель этилбензола; 3 — реактор дегидрирования; 4 — подогреватель этилбензола; 5 — подогреватель воды; 6 — пенный аппарат; 7 — воздушный холодильник; 8- сепаратор; 9 — разделитель фаз. Потоки: ЭБ — этилбензол (свежий рецикл); Н2, СН4 — горючие газы в топливную сеть; ДГ — дымовые газы; К — конденсат; ПД — продукты дегидрирования.


Рис. 6 Технологическая схема реакционного узла дегидрирования этилбензола  

Спасибо за внимание!
                   +7 911734 ** **
             Arseniynaumof@gmail.com