一、裝置(zhi)簡介(jie)

  苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)是(shi)石化(hua)行業(ye)(ye)的重要基礎原(yuan)料(liao)。苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)主要用于(yu)生產(chan)苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)系列樹脂及丁(ding)苯(ben)(ben)(ben)橡膠(jiao)，也是(shi)生產(chan)離子交(jiao)換樹脂及醫藥品的原(yuan)料(liao)之一。此外，苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)還(huan)可用于(yu)制藥、染料(liao)、農藥以及選礦等行業(ye)(ye)。苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)有(you)多種(zhong)生產(chan)方法(fa)，如乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)脫氫(qing)法(fa)、苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)酮還(huan)原(yuan)脫水法(fa)、裂解汽油(you)中萃取劑提取苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)法(fa)等。目前主流的苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)生產(chan)方法(fa)為乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)脫氫(qing)法(fa)。

二(er)、典型乙苯(ben)脫氫制苯(ben)乙烯裝置的工(gong)藝及特點

  典型(xing)乙(yi)苯脫氫制苯乙(yi)烯裝置(zhi)分為乙(yi)苯單元(yuan)和苯乙(yi)烯單元(yuan)兩部(bu)分。

1. 乙苯(ben)單元 

   目前，世界上90％的(de)乙(yi)苯都是由苯和(he)(he)乙(yi)烯(xi)通過烷(wan)基化獲得。乙(yi)苯單元含(han)有三(san)個系(xi)統：烷(wan)基化、烷(wan)基轉移(yi)和(he)(he)精餾(liu)。典型的(de)烷(wan)基化反應(ying)和(he)(he)烷(wan)基轉移(yi)反應(ying)制(zhi)乙(yi)苯流程如圖2.20和(he)(he)圖2.21所示。

   在液相烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應系(xi)(xi)(xi)(xi)統中，原料乙(yi)(yi)(yi)烯、苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)液態形式進入烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應器，在苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)過(guo)量(liang)的(de)(de)(de)情況下乙(yi)(yi)(yi)烯近乎完全轉化(hua)(hua)，反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應主要(yao)生成(cheng)(cheng)(cheng)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)中的(de)(de)(de)少部(bu)分(fen)會進一(yi)(yi)步同乙(yi)(yi)(yi)烯反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應生成(cheng)(cheng)(cheng)多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)主要(yao)由二乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)三乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)。在精餾(liu)系(xi)(xi)(xi)(xi)統中，未(wei)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)、多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)及重組(zu)分(fen)從烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)和(he)(he)烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)轉移(yi)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應產(chan)物(wu)(wu)中的(de)(de)(de)分(fen)離并獲得產(chan)品乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。二乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)三乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)可(ke)以(yi)在乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)精餾(liu)系(xi)(xi)(xi)(xi)統回(hui)(hui)收(shou)(shou)(shou)并通(tong)過(guo)和(he)(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)進行烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)轉移(yi)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應重新生成(cheng)(cheng)(cheng)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)回(hui)(hui)收(shou)(shou)(shou)系(xi)(xi)(xi)(xi)統中的(de)(de)(de)主要(yao)設備是(shi)多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)，多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)在真空下操作(zuo)。烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應和(he)(he)烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)轉移(yi)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應是(shi)在兩個獨立(li)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應器中進行并采用不同的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。在烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應中生成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)四(si)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)量(liang)比較少，和(he)(he)其他不能回(hui)(hui)收(shou)(shou)(shou)的(de)(de)(de)重組(zu)分(fen)一(yi)(yi)起排(pai)至(zhi)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)渣油(you)系(xi)(xi)(xi)(xi)統。除主反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應系(xi)(xi)(xi)(xi)統外，該部(bu)分(fen)還含有催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)配置系(xi)(xi)(xi)(xi)統和(he)(he)烴(jing)化(hua)(hua)液、催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)分(fen)離系(xi)(xi)(xi)(xi)統等輔助(zhu)系(xi)(xi)(xi)(xi)統。精餾(liu)系(xi)(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)(de)作(zuo)用是(shi)回(hui)(hui)收(shou)(shou)(shou)未(wei)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)，精制(zhi)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)產(chan)品，從殘油(you)中回(hui)(hui)收(shou)(shou)(shou)可(ke)循環的(de)(de)(de)重質烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)物(wu)(wu)（PEB），從系(xi)(xi)(xi)(xi)統中除去水和(he)(he)輕(qing)組(zu)分(fen)，分(fen)離從苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯單元來的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)副產(chan)品。

2. 苯(ben)乙烯單元 

   目前，由乙苯制苯乙烯多采用脫氫方法。脫氫工藝制苯乙烯的工藝由兩個可以獨立運轉的系統組成，分別是脫氫反應系統和精餾系統。典型乙苯脫氧制苯乙烯裝置的工藝流程如圖2.22和圖2.23所示。

   第一蒸汽過熱爐以及第二蒸汽過熱爐，將稀釋蒸汽加熱。低壓稀釋蒸汽首先經過第一蒸汽過熱爐的爐管取熱，然后在反應級間換熱器中作為熱介質將第一反應器的出料加熱到第二反應器需要的進口溫度。出了反應級間換熱器后，稀釋蒸汽在第二蒸汽加熱爐中被加熱后直接與脫氫反應進料／出料換熱器出來的乙苯／汽化蒸汽混合，形成的混合物能夠達到第一反應器的進口溫度要求，然后進入第一反應器進行脫氫反應。位于第二反應器下部的反應級間換熱器將第一反應器的出料再加熱。在進入第二反應器之前反應物在第二反應器混合器中混合，以在管道中達到均勻的溫度分布。

   兩個(ge)反(fan)應(ying)器設計相似，但(dan)是第二反(fan)應(ying)器裝有更多的(de)(de)(de)催化(hua)劑(ji)，并且(qie)在(zai)更高的(de)(de)(de)真空度下操作，這樣能夠(gou)在(zai)整(zheng)個(ge)催化(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)使用周期中提高對苯乙(yi)烯(xi)的(de)(de)(de)選擇性。精餾(liu)系統包括三個(ge)串聯(lian)的(de)(de)(de)精餾(liu)塔(ta)：苯／甲(jia)苯塔(ta)、乙(yi)苯回收(shou)塔(ta)和苯乙(yi)烯(xi)塔(ta)。這三個(ge)塔(ta)全是真空設備(bei)，它們的(de)(de)(de)主要作用是保持正常操作下精餾(liu)塔(ta)系統的(de)(de)(de)真空度。

三、介質特點(dian)

  乙(yi)苯脫氫(qing)制苯乙(yi)烯裝置(zhi)最典型的介質特點是(shi)超(chao)高溫、真空，同時(shi)系統(tong)中(zhong)大量存(cun)在(zai)苯等極度(du)危(wei)害(hai)介質，同時(shi)還存(cun)在(zai)氯(lv)化氫(qing)等高腐蝕性(xing)介質。

  苯(ben)(ben)常溫下(xia)為高度(du)(du)易燃、有香(xiang)(xiang)味(wei)、易揮(hui)發、無色的(de)(de)透明(ming)液體，其密度(du)(du)小于水(shui)，為一(yi)種(zhong)有機(ji)化合(he)物，也(ye)是組(zu)成結構(gou)最簡(jian)單(dan)的(de)(de)芳香(xiang)(xiang)烴(jing)。苯(ben)(ben)有高的(de)(de)毒性，也(ye)是一(yi)種(zhong)致癌物質。它(ta)難(nan)溶(rong)于水(shui)，易溶(rong)于有機(ji)溶(rong)劑，本身(shen)也(ye)可作(zuo)為有機(ji)溶(rong)劑。白血(xue)病(bing)患者中，有很大一(yi)部分有苯(ben)(ben)及其有機(ji)制(zhi)品接觸歷史。在GB5044標準中，苯(ben)(ben)被歸(gui)為極(ji)度(du)(du)危害介質。

  空氣、苯乙烯(xi)的蒸(zheng)氣與(yu)空氣可形成爆(bao)炸性(xing)混合物，遇明火、高熱或(huo)與(yu)氧化(hua)劑(ji)接觸，有引起燃燒爆(bao)炸的危險。遇酸性(xing)催(cui)化(hua)劑(ji)如(ru)路易斯(si)催(cui)化(hua)劑(ji)、齊格勒催(cui)化(hua)劑(ji)、硫酸、氯(lv)化(hua)鐵、氯(lv)化(hua)鋁等都能產生猛烈聚合，放出(chu)大量(liang)熱量(liang)。

四、苯乙烯(xi)裝置的配管設計

  主(zhu)要是對(dui)塔(ta)、換熱(re)器、罐、泵等(deng)設(she)備的配管設(she)計(ji)。