RU2118633C1 - method of isolating styrene from methylphenyl carbinol dehydration products - Google Patents

Abstract

FIELD: industrial organic synthesis. SUBSTANCE: dehydration products are fed into styrene purification column. Bottom product - crude styrene is transferred into rectification column, top distillate from which is rectified styrene and bottom fraction is transferred into acetophenone fraction-isolation stage. EFFECT: simplified process line and reduced loss of desired product. 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к процессам выделения стирола из продуктов дегидратации метилфенилкарбинола. The invention relates to the petrochemical industry, in particular to processes for the isolation of styrene from methylphenylcarbinol dehydration products.

Основные стадии процесса получения стирола: окисление этилбензола воздухом в гидропероксид, эпоксидирование пропилена для получения оксида пропилена и метилфенилкарбинола (МФК), дегидратация образующегося МФК с получением стирола. The main stages of the process for producing styrene are: oxidation of ethylbenzene with air to hydroperoxide, epoxidation of propylene to produce propylene oxide and methylphenylcarbinol (MPA), dehydration of the resulting MPA to produce styrene.

Дегидратация МФК осуществляется в присутствии катализатора - оксида алюминия при 250-320^oС и сопровождается рядом побочных реакций с образованием ацетофенона, этилбензола, водорода, бензола, бензойной кислоты, альфа-метилстирола, бензальдегида, пропионового альдегида и других соединений.IFC dehydration is carried out in the presence of a catalyst - alumina at 250-320 ^o С and is accompanied by a number of adverse reactions with the formation of acetophenone, ethylbenzene, hydrogen, benzene, benzoic acid, alpha-methylstyrene, benzaldehyde, propionic aldehyde and other compounds.

В процессе выделения стирола из продуктов дегидратации МФК (на стадиях щелочной отмывки и ректификации) пропионовый альдегид в результате альдольной конденсации превращается в метилэтилакролеин (МЭАК), температура кипения которого (139^oС) близка к температуре кипения стирола (145^oС). Эта примесь ускоряет полимеризацию стирола, что вызывает трудности при его переработке, поэтому содержание метилэтилакролеина в стироле не должно превышать 60 ррт (ГОСТ 10003-90). Для достижения необходимого качества мономера требуется увеличение флегмового числа, что приводит к дополнительному расходу энергии и повышению себестоимости продукции.In the process of separation of styrene from the products of dehydration of MPA (at the stages of alkaline washing and rectification), propionic aldehyde is converted to methylethyl acrolein (MEAK) as a result of aldol condensation, the boiling point of which (139 ^o С) is close to the boiling temperature of styrene (145 ^o С). This admixture accelerates the polymerization of styrene, which causes difficulties in its processing, therefore, the content of methyl ethyl acrolein in styrene should not exceed 60 ppm (GOST 10003-90). To achieve the required monomer quality, an increase in the reflux ratio is required, which leads to additional energy consumption and an increase in the cost of production.

Другими недостатками этого способа являются высокая температура в кубе колонны выделения стирольной фракции и длительное время пребывания стиролсодержащих смесей в зоне высоких температур, что приводит к самопроизвольной полимеризации мономера и большому расходу энергии. Other disadvantages of this method are the high temperature in the cube of the column for isolating the styrene fraction and the long residence time of styrene-containing mixtures in the high temperature zone, which leads to spontaneous polymerisation of the monomer and high energy consumption.

Известен способ выделения стирола из продуктов дегидратации МФК (Патент РФ N 2043325, кл. С 07 С 15/46, 1995), включающий стадии выделения фракции МФК с ацетофеноном, фракции легколетучих углеводородов и стирола, согласно которому на первой стадии выделения в качестве бокового отбора отделяют фракцию, обогащенную стиролом (60-80% продуктов дегидратации МФК), с последующей ректификацией ее на второй стадии, при этом часть легколетучих углеводородов рециркулируют со второй стадии на первую, а тяжелокипящие по отношению к стиролу примеси возвращают на первую стадию после выделения из боковой фракции стирола. A known method for the separation of styrene from dehydration products of MFK (RF Patent N 2043325, class C 07 C 15/46, 1995), including the stage of separation of the MFC fraction with acetophenone, the fraction of volatile hydrocarbons and styrene, according to which in the first stage of separation as side selection the fraction enriched in styrene (60-80% of the MPA dehydration products) is separated, followed by its rectification in the second stage, while part of the volatile hydrocarbons are recycled from the second stage to the first, and impurities with respect to styrene are returned to the ne the first stage after isolation from the side fraction of styrene.

Недостатками этого способа являются достаточно сложная технологическая схема и накопление легколетучих примесей, в том числе и пропионового альдегида. Таким образом, известный способ не позволяет решить задачу снижения содержания метилэтилакролеина в мономере-сырце. The disadvantages of this method are a rather complex technological scheme and the accumulation of volatile impurities, including propionic aldehyde. Thus, the known method does not allow to solve the problem of reducing the content of methyl ethyl acrolein in the crude monomer.

Задачей изобретения является упрощение технологической схемы и снижение образования метилэтилакролеина в процессе ректификации. The objective of the invention is to simplify the technological scheme and reduce the formation of methyl ethyl acrolein in the process of rectification.

Сущность изобретения заключается в том, что выделение стирола из продуктов дегидратации МФК осуществляют методом ректификации путем подачи в колонну очистки стирола от легких примесей. Кубовую жидкость колонны очистки - стирол-сырец направляют в колонну выделения ацетофеноновой фракции, а с верха отводят целевой продукт. The essence of the invention lies in the fact that the separation of styrene from the dehydration products of the MPC is carried out by rectification by feeding light impurities to the styrene purification column. The bottom liquid of the purification column — raw styrene is sent to the acetophenone fraction recovery column, and the target product is removed from the top.

Пример 1 (по прототипу). Продукты парофазной дегидратации метилфенилкарбинола (контактный газ) после охлаждения и отмывки от катализаторной пыли и кислых примесей острым водяным паром и отделения от воды подается в ректификационную колонну 2 (фиг.1), паровой поток в исчерпывающей части которой создают с помощью кипятильника. Кубовый остаток колонны отводят в отстойник 5, воду из него выводят, а углеводороды направляют в колонну 8, предназначенную для выделения ацетофенона и метилфенилкарбинола. Example 1 (prototype). The products of vapor-phase dehydration of methylphenylcarbinol (contact gas) after cooling and washing from catalyst dust and acidic impurities with hot water vapor and separation from water are fed to distillation column 2 (Fig. 1), the vapor stream in the exhaustive part of which is created using a boiler. The bottom residue of the column is discharged into the sump 5, the water is removed from it, and the hydrocarbons are sent to the column 8, intended for the separation of acetophenone and methylphenylcarbinol.

Легколетучие углеводороды, преимущественно этилбензол, отводят с верха колонны 2, конденсируют в дефлегматоре и подают в отстойник. Из последнего выводят воду, а углеводороды частично возвращают в колонну в качестве флегмы. Volatile hydrocarbons, mainly ethylbenzene, are removed from the top of column 2, condensed in a reflux condenser and fed to a sump. Water is removed from the latter, and hydrocarbons are partially returned to the column as reflux.

Боковой погон из колонны 2 отбирают в жидкой фазе и после отстойника, из нижней части которого выводят воду, подают в следующую ректификационную колонну 20. Часть легколетучей фракции после конденсации в дефлегматоре 22 используют в виде флегмы в колонне 20, другую рециркулируют в колонну 2. Кубовая жидкость колонны 20 направляется в следующую ректификационную колонну 25, предназначенную для выделения стирола-ректификата. The side stream from column 2 is taken in the liquid phase and, after the sump, from the bottom of which water is removed, is fed to the next distillation column 20. Part of the volatile fraction after condensation in reflux condenser 22 is used as reflux in column 20, the other is recycled to column 2. Cubic the liquid of the column 20 is sent to the next distillation column 25, intended for the separation of styrene-rectified.

Кубовый остаток указанной колонны возвращают в колонну 2. Пары стирола-ректификата с верха колонны 25 конденсируют и выводят из системы. The bottoms of the indicated column are returned to column 2. The vapor of rectified styrene from the top of column 25 is condensed and removed from the system.

Содержание МЭАК в потоках установки ректификации выделения стирола по этому способу, мас.%: в контактном газе (питание колонны 2) 0,0006; в дистилляте кол.2 0,0059; в стироле-ректификате 0,0030. The MEAK content in the streams of the rectification system for the separation of styrene by this method, wt.%: In contact gas (feed column 2) 0,0006; in the distillate, col. 2 0.0059; in rectified styrene 0.0030.

Пример 2. Продукты парофазной дегидратации метилфенилкарбинола (контактный газ) после охлаждения и отмывки от катализаторной пыли и кислых примесей острым водяным паром и отделения от воды собираются в емкости Е-1 (фиг. 2), откуда насосом Н-1 непрерывно откачиваются в сборник катализата Е-2. Example 2. The products of the vapor-phase dehydration of methylphenylcarbinol (contact gas) after cooling and washing from catalyst dust and acidic impurities with hot water vapor and separation from water are collected in a tank E-1 (Fig. 2), from where pump N-1 is continuously pumped into the catalyzate collector E-2.

После предварительного подогрева до 70-75^oС, катализат из емкости Е-2 насосом Н-2 подается в колонну Кт-10, предназначенную для очистки стирола от легких примесей. Пары легких примесей после конденсации Н-11 частично возвращаются в колонну Кт-10 в виде флегмы, избыток этилбензольной фракции направляется на переработку в отделение гидрирования ацетофенона. Кубовая жидкость колонны (стирол-сырец) направляется в колонну Кт-11, предназначенную для выделения стирола-ректификата. Пары стирола-ректификата с верха колонны после конденсации подаются насосом Н-17 в колонну в виде флегмы, а избыток - на склад готовой продукции. Кубовая жидкость насосом Н-18 откачивается в линию питания роторно-пленочного испарителя Кт-15 для извлечения из нее ацетофеноновой фракции. Режимы работы колонн ректификации выделения стирола по предлагаемому способу приведены в таблице.After preheating to 70-75 ^o C, catalysis from the tank E-2 with the pump N-2 is fed to the column Kt-10, designed to clean styrene from light impurities. After condensation of N-11, the vapor of light impurities partially returns to the Kt-10 column in the form of reflux; an excess of the ethylbenzene fraction is sent for processing to the acetophenone hydrogenation department. The bottom liquid of the column (raw styrene) is sent to the column Kt-11, intended for the separation of styrene rectified. Vapors of rectified styrene from the top of the column after condensation are pumped by the N-17 pump to the column in the form of reflux, and the excess is transferred to the finished product warehouse. The bottom liquid is pumped by the pump N-18 to the power line of the Kt-15 rotary film evaporator to extract the acetophenone fraction from it. The modes of operation of the rectification columns of styrene separation by the proposed method are shown in the table.

Содержание МЭАК в потоках установки ректификации выделения стирола по предлагаемому способу, мас.%: Н-1 отсутствует; Н-2 0,0006; Н-11 0,06; Н-17 отсутствует. The MEAK content in the streams of the rectification system for the separation of styrene by the proposed method, wt.%: N-1 is absent; H-2, 0.0006; H-11 0.06; H-17 is missing.

Из приведенных данных видно, что по предлагаемому способу МЭАК, поступающий на ректификацию, выводится с этилбензольной фракцией. В стироле-ректификате метилэтилакролеин отсутствует. From the above data it can be seen that according to the proposed method, the MEAC entering the distillation is removed with ethylbenzene fraction. Methyl ethyl acrolein is absent in styrene rectified.

Дополнительными преимуществами предлагаемого способа выделения стирола является понижение температуры в кубе колонны очистки стирола от легких примесей на 30^oС, скорость полимеризации мономера при этом уменьшится в 10 раз. И даже при повышении температуры в колонне очистки стирола от тяжелых примесей на 20^oС суммарные потери стирола на полимеризации будут меньше в 2-3 раза, так как увеличение содержания полимера в кубовой жидкости колонны очистки стирола от тяжелых примесей объясняется главным образом его концентрированием.Additional advantages of the proposed method for the separation of styrene is to lower the temperature in the cube of the column for cleaning styrene from light impurities by 30 ^o C, the polymerization rate of the monomer will decrease by 10 times. And even with an increase in temperature in the column for cleaning styrene from heavy impurities by 20 ^° C, the total losses of styrene during polymerization will be 2-3 times less, since the increase in the polymer content in the bottom liquid of the column for cleaning styrene from heavy impurities is explained mainly by its concentration.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить качество стирола-ректификата, существенно упростить технологическую схему процесса выделения стирола, получаемого совместно с оксидом пропилена, также сократить потери целевого продукта в результате его самопроизвольной полимеризации. Thus, the present invention improves the quality of rectified styrene, significantly simplifies the process flow diagram of the separation of styrene obtained together with propylene oxide, and also reduces the loss of the target product as a result of spontaneous polymerization.

Claims (1)

Способ выделения стирола из продуктов дегидратации метилфенилкарбинола методом ректификации путем подачи в колонну очистки стирола от легких примесей, выделения стирола-сырца, кубовой жидкости, направляемой на выделение ацетофеноновой фракции, отличающийся тем, что кубовую жидкость колонны очистки - стирол-сырец направляют в колонну выделения стирола-ректификата, кубовую жидкость которой направляют на выделение ацетофеноновой фракции, а с верха отводят целевой продукт. The method of separating styrene from methylphenylcarbinol dehydration products by rectification by feeding light impurities to the styrene purification column, separating raw styrene, distillation liquid directed to the separation of the acetophenone fraction, characterized in that the distillation liquid distillation column liquid — raw styrene is sent to the styrene separation column -rectificate, the bottom liquid of which is directed to the allocation of the acetophenone fraction, and the target product is removed from the top.

Images