Практическая работа 2

Тема: Расчет материального баланса установки получения этилбензола.

Цель: Составить и рассчитать материальный баланс установки получения этилбензола.

Теоретические основы

     Установка производства этилбензола предназначена для получения этилбензола методом жидкофазного алкилирования бензола этиленом. В качестве катализатора применяется хлорид алюминия. Процесс ведется при температуре 80-100⁰С и атмосферном или несколько повышенном давлении.

      AlCl₃

С₆Н₆ + СН₂=СН₂ С₆Н₅-С₂Н₅ + Q 

     Сырьем установки является этилен и бензол. Применяемый для алкилирования бензол должен быть чистым и сухим. Бензол для алкилирования должен содержать не более 0,003-0,006% воды. Содержание серы в бензоле не должно превышать 0,1%. Повышенное содержание серы увеличивает расход хлорида алюминия и ухудшает качество товарного этилбензола. Этилен, используемый для алкилирования бензола, должен быть предварительно очищен от примесей (альдегидов, спиртов, эфиров, диоксида углерода, ацетилена, серусодержащих соединений). В процессе алкилирования кроме этилбензола образуются также диэтилбензолы и полиалкилбензолы.

     Этилбензол используется в качестве сырья в производстве стирола.                                                                              

Рисунок 2.1 Технологическая схема получения этилбензола

     Катализаторный комплекс готовят в емкости 1 с мешалкой при 60-70⁰С, куда подают диэтилбензол, хлорид алюминия, этилхлорид и бензол. Катализаторный комплекс из емкости 1, бензол и этилен поступают в нижнюю часть реактора 2. Алкилирование проводится в реакторе колонного типа (без мешалки) при атмосферном давлении. Температура низа реактора 100⁰С, температура верха 90-95⁰С. С верха реактора отходящие газы и пары бензола поступают в обратный холодильник 3. Бензол конденсируется и стекает в реактор, а отходящие газы направляются в скруббер 4, орошаемый диэтилбензолом, для улавливания бензола, далее в водный скруббер 5 и затем уходят в атмосферу. Диэтилбензол с абсорбированным бензолом подают в реактор. Алкилат через сливной штуцер поступает в отстойник 6. Катализаторный комплекс отстаивается там, и его возвращают в реактор, а алкилат идет последовательно в колонны 7,8 и 9 водной, щелочной и водной промывки, после чего его направляют на ректификацию.

     Алкилат, предварительно высушенный едким натром в колонне (на схеме не показана), подают через нагреватель 10 в колонну 11. С верха колонны при 80⁰С отбирают бензол (содержащий 0,25% этилбензола). Этилбензол отбирают при 136⁰С в колонне 14. Кубовый остаток колонны 14 поступает в колонну 17, в которой отгоняют диэтилбензол при остаточном давлении 1,33 кПа. При 60⁰С отгоняют смесь изомеров диэтилбензола, частично возвращаемых в реактор (где они подвергаются деалкилированию), а частично используемых в качестве высокооктановых добавок к топливам, так же как и полиалкилбензолы, которые отводят с низа колонны 17. Полиалкилбензолы могут быть подвергнуты деалкилированию на отдельной установке при 200⁰С в присутствии хлорида алюминия.

     Выход этилбензола составляет 90-95% в расчете на бензол и 93% в расчете на этилен.

Задание

Составить и рассчитать материальный баланс производства этилбензола.

Варианты заданий

Порядок выполнения работы

Таблица 2.1 – Материальный баланс производства этилбензола

Вывод о проделанной работе

Контрольные вопросы:

1. Сырье, катализатор и параметры процесса производства этилбензола.

2. Требования к бензолу и этилену, применяемым для алкилирования.

3. Технологическая схема получения этилбензола.