Курсовой проект - Производство стирола

Оглавление
Введение    3
Основная часть    4
1.Характеристика сырья и выпускаемой продукции    4
1.1 Физико-химические свойства стирола    4
2.Теоретические основы процесса и протекающие химические реакции    9
2.1 Метод дегидрирования этилбензола    9
2.2  Химизм реакции    10
2.3 Влияние термодинамических факторов на выбор условий процесса    11
2.4 Катализаторы, применяемые в процессах дегидрирования    11
3. Технология производства    13
3.1 Технологическое оформление процесса    13
3.2 Реактор дегидрирования    14
4.Описание технологической схемы производства.    18
Расчетная часть    20
Материальный баланс    20
Тепловой баланс    26
Список литературы    30

Был выделен в 1839 из стиракса (смола амбрового дерева). Производство стирола началось в США после Второй мировой войны.
Сырьем для получения стирола в промышленности является этилбензол, который извлекают из продуктов переработки нефти или каменного угля. Этилбензол также получают алкилированием бензола по реакции Фриде-ля-Крафтса.
В настоящее время производство стирола – крупнотоннажное, единичная мощность современных агрегатов составляет 150-300 тысяч тонн стирола в год. Первоначально стирол в США получали дегидрохлорированием монохлорэтилбензола, в свою очередь получавшегося хлорированием этилбензола. Этилбензол синтезировали путем алкилирования бензола хлористым этилом по Фриделю – Крафтсу. Полученный таким способом продукт, содержал атом хлора в ядре, что приводило к окрашиванию. Кроме того, себестоимость продукта тоже была высокой.
Стирол относится к числу важнейших мономеров в мире. Из мономе-ров для производства каучука общего назначения стирол как сомономер по объему производства находится на третьем месте, уступая изопрену и бута-диену. Этот факт обуславливается тем, что стирол является одним из основных мономеров для производства полимерных материалов, без которых в настоящее время не может обойтись ни одна отрасль промышленности. Он производится в крупных масштабах и является сырьем для производства самых разнообразных материалов: полистирольных пластмасс, бутадиенстирольных каучуков, лакокрасочных материалов, клеев, АБС-пластиков, термоэластопластов, является растворителем полиэфиров и полиэфирных смол. В основном стирол расходуется на производство полистирола, обладающего высокой химической и водостойкостью, низкой стоимостью, является диэлектриком.
Существует большое количество способов получения стирола, однако основным является процесс дегидрирования этилбензола.

Стирoл (C6H5-CH = CH2) - бесцветная жидкoсть, с темперaтурой кипе-ния 145,2 ° C, темперaтурой плaвления 30,6 ° C и плотностью 0,906 т / м3. Плохо растворяется в воде и обрaзует с ней aзеотропную смесь с температу-рой кипения 34,8 ° C, во всех отношениях смешивается с метанолом, этано-лом, диэтиловым эфиром, aцетоном, четыреххлористым углеродом. Хорошо растворяет органические вещества. Критическая температура стирола со-ставляет 373 ° C. Стирол легко окисляется кислородом воздуха с образова-нием бензальдегида, формaльдегида и пероксидов, которые инициируют его полимеризацию. Стирол проявляет свойства, характерные для алкенов - ре-акции присоединения, окисления, полимеризации. 
Стирол легко полимеризуется с выделением тепла, особенно при нагревании, образуя метастирол - стекловидную твердую массу, которая представляет твердый раствор полистирола в стироле. Тепловой эффект полимеризации стирола составляет 74,5 кДж/моль. 
Пары стирола в высоких концентрациях вызывают слезотечение и раздражение дыхательных путей. ПДК составляет 0,5 мг/м3, для производственных помещений допускается 5,0 мг/м3. 
С физической точки зрения стирол представляет собой бесцветную жидкость, обладающую специфическим сладковатым запахом. Он хорошо растворяется в алифатических и ароматических растворителях, спиртах, ке-тонах, эфирах, хлорированных углеводородах. Стирол является хорошим растворителем для собственного полимера, сополимеров с акрилатами и акрилонитрилом. Стирол ограниченно растворим в предельных углеводородах и плохо растворим в воде.
С химической точки зрения молекула стирола характеризуется высокой степенью сопряженности р-электронов двойной связи винильной группы с р-электронами бензольного кольца. Наличие р-электронного сопряжения в стироле облегчает раскрытие двойной связи винильной группы и является причиной спонтанного протекания процесса полимеризации при температурах выше температуры кристаллизации стирола (-30 °С). Для исключения неконтролируемого процесса полимеризации при хранении стирола в него добавляются ингибиторы. Наиболее эффективным ингибитором стирола является третбутилпирокатехин.
Растворимость стирола в воде при 25 °С не превышает 0,031 %, а с повышением температуры до 80 оС увеличивается до 0,062 %. Вода растворяется в стироле незначительно - 0,07 % при 25 оС и 0, 18 % при 80 °С.