Технологическое оформление процесса

Один из вариантов — трубчатый реактор, обогреваемый топочным газом. Его достоинство — близкий к изотермическому профиль температуры, что позволяет получить повышенную степень конверсии при хорошей селективности. Высокие металлоемкость и капитальные затраты на такой реактор привели, однако, к созданию других аппаратов со статичным слоем катализатора, не имеющих поверхностей теплообмена.

Они работают в адиабатических условиях, и реакционная смесь постепенно охлаждается, причем водяной пар играет здесь и роль аккумулятора тепла, не давая смеси чрезмерно охлаждаться. При получении стирола в единичном адиабатическом реакторе объемная степень конверсии этилбензола составляет 40%, с изменением температуры на входе и выходе из слоя катализатора от 600−620 до 540−570 °С при объемной скорости 0,2−0,3 ч^-1. Недостатки такого единичного реактора — существенное охлаждение смеси, вызывающее смещение равновесия в нежелательную сторону и зависящее от этого снижение скорости и селективности. Степень конверсии нельзя довести до значительных величин и это повышает удельный расход пара. [17].

На новых установках применяются поэтому другие конструкции реакционного узла, приближающие процесс к изотермическому и лучше учитывающие особенности равновесия реакции. В одной из них имеются два реактора (или два слоя катализатора); охладившуюся в первом аппарате смесь до подачи во второй подогревают перегретым паром до 600−630 °С.

Другой реактор имеет 2−3 кольцевых слоя катализатора, причем в первый слой поступает весь этилбензол, но лишь часть водяного пара; с его помощью повышается температура смеси, проходит ступенчатое разбавление смеси, что приводит к отклонению ее параметров от равновесного состояния и способствует росту скорости и селективности реакции.

В этих новых установках при сохранении высокой селективности (89−90%) достигаются большие степени конверсии (60−75%) и интенсивность процесса (об. скорость 0,5−0,6 ч^-1), снижается удельный расход пара. [18].