Predimensionarea unui Reactor de Dehidrogenare a Etilbenzenului cu Formare de Stiren

Capitolul I. Introducere

1.1. Scopul proiectului

In acest proiect se urmareste realizarea si calculul efectiv al bilanului de materiale si a bilantului termic si predimensionarea reactorului de dehidrogenare a etilbenzenului pentru obtinerea de stiren.

Proiectul cuprinde un studiu de literatura despre procesul de obtinere a stirenului prin dehidrogenarea etilbenzenului si tipuri de reactoare utilizate pentru realizarea acestui proces, cat si calculul de predimensionare a unui astfel de reactor, cu prezentarea normelor de securitate in P.M si P.S.I. si norme privind toxicitatea din industria de fabricare a stirenului.

1.2. Stirenul – importanta practica si date despre capacitatea de productie a stirenului

Din marea gama de produse aromatice, ca derivate directe ale benzenului, o mare aplicabilitate industriala o are etilbenzenul, principala materie prima pentru obtinerea unui important monomer utilizabil in primul rand pentru fabricarea cauciucurilor sintetice – stirenul.

Stirenul, fiind un derivat direct al etilbenzenului, are, ca si acesta, o structura aromatica, este un lichid inflamabil, cu temperatura de firbere de 145.2ºC, foarte apropiata de cea a etilbenzenului care este de 136ºC, ceea ce ingreuneaza procesul de separare de etilbenzen.

Utilitatile stirenului sunt limitate in domeniul macromolecular. Monopolimerul impreuna cu copolimerii, cu acrilonitrilul, metacrilat de metil, clorura de vinil, constituie aproximativ 25-30% din productia materialelor termoplastice. Copolimerii cu divinil-benzen servesc la obtinerea de schimbatori de ioni, iar cei cu poliesteri nesaturati au capatat o mare extindere ca materiale de constructie.

Copolimerul butadiena-stiren are proprietati variate, in functie de raportul celor doi monomeri in polimer ; la continut mare de butadiena, copolimerul are, dupa vulcanizare, caracter de elastomer si reprezinta partea cea mai importanta a productiei de cauciuc sintetic.

Capacitatea de copolimerizare a stirenului este folosita si in productia de materiale peliculogene recurgandu-se la comonomeri sintetici sau naturali.

Domeniile de utilizare ale stirenului se repartizeaza orientativ, astfel : 57% polistiren ( homo si copolimeri pentru materiale plastice ), 27% cauciuc butadien-stiren, 5% poliesteri si 11% alte domenii.

Productia de stiren prezinta o dezvoltare constanta, dar mai putin spectaculoasa decat a altor monomeri, deoarece dateaza relativ de mai mult timp.

TABEL I.

Productia de stiren in principalele tari capitaliste, in mii tone

Tara producatoare 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1970

SUA 791 799 861 964 1020 1270 1904

Japonia 34 47 74 98 113 129 218

R.F.G. 90 100 130 160 190 - 278

Anglia - 80 - - 138 - -

Franta 33 36 37 40 50 117 165

Italia - 38 52 57 68 - 250

Productia de stiren se realizeaza in prezent aproape exclusiv prin dehidrogenarea etil-benzenului. Acesta se obtine printr-una din urmatoarele cai :

- alchilarea benzenului cu etilena ;

- separarea etilbenzenului din extractul aromatic ( fractiunile xilenice ) rezultat in instalatii de reformare catalitica ;

- separarea etilbenzenului rezultat ca produs secundar la obtinerea izopropil-benzenului.

Pentru dehidrogenare se poate utiliza fie etil-benzen obtinut printr-una dintre operatiile enumerate, fie un amestec de etil-benzeni din provenientele aratate.