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Jean-Louis SENGEL : Ingénieur ProcédéElf Atochem
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’emploi principal du styrène concerne la fabrication du polystyrène et de ses copolymères ABS et SAN, par différents procédés de polymérisation (articles Polystyrène Polystyrène- Polymérisation en continu Polystyrène dans ce traité).
Le styrène est également utilisé comme comonomère pour l’obtention de différents élastomères (SBR, SBL...) ou de résines thermodurcies (polyesters).
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3. Mise en œuvre industrielle
Le procédé décrit ci-après est celui utilisant le chlorure d’aluminium pour l’alkylation et des réacteurs adiabatiques avec réchauffage intermédiaire des effluents d’un réacteur, par échangeur tubulaire, pour la déshydrogénation.
Les conditions opératoires ont évolué dans le temps par augmentation des températures d’alkylation pour permettre la récupération, à un niveau thermique intéressant, de l’enthalpie de réaction, ainsi que, lors de la déshydrogénation, par :
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augmentation du nombre de lits catalytiques de 1 à 2 ou même 3 ;
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réduction des pressions de service : actuellement les pressions dans les réacteurs de déshydrogénation sont inférieures à la pression atmosphérique ;
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réduction du rapport vapeur d’eau /éthylbenzène dans les réacteurs grâce, simultanément, à la mise au point de nouveaux catalyseurs (mais toujours à base d’oxydes de fer activés par KOH) et à l’abaissement des pressions cité ci-dessus.
3.1 Alkylation du benzène (figure 1)
Le benzène frais et le benzène recyclé sont déshydratés habituellement par distillation azéotropique dans la colonne C1.
Le benzène sec et refroidi lave dans la colonne C2 les vapeurs provenant de la détente dans le ballon V des effluents de l’alkylateur R1. Il en récupère l’acide chlorhydrique pour diminuer la consommation de catalyseur et de promoteur.
Ce benzène, les polyéthylbenzènes recyclés, l’éthylène, le complexe catalytique préparé dans un réacteur auxiliaire R2 et celui recyclé sont introduits dans l’alkylateur R1.
Pour permettre la récupération de l’enthalpie de réaction, les conditions de fonctionnement en température et pression de ce réacteur sont actuellement voisines de 180 oC et 0,9 MPa (soit 9 bar). Avant cette récupération thermique, l’alkylation se faisait à la pression atmosphérique et à des températures correspondant à l’ébullition du mélange (voisines de 100 oC).
Dans les deux cas, les effluents du réacteur R1, c’est-à-dire les alkylats, contiennent de l’ordre de 45 % d’éthylbenzène...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BOUNDY (R.H.), BOYER (R.F.) - Styrene, its polymers, copolymers and derivates. - Éd. Reinhold Publishing Corp. (1992).
-
(2) - * - Styrene. Report SRI, no 33-B, Stanford Research Institute, déc. 1977.
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(3) - * - Styrene. Report, no 80-3, Chem System, déc. 1980.
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(4) - UOP Styrene Process. - Process Economic Programm (PEP ), Review 88-2-2, SRI, août 1989.
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(5) - Styrene from butadiene. - PEP Review, 77-1-4 SRI, nov. 1977.
-
(6) - Polystyrène : vers un retour des surcapacités. - Informations Chimie (F), no 325, janv.-fév. 1991.
-
(7) - Styrène :...
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