一、裝置簡介

  苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)是石(shi)化行(xing)業(ye)的重要基礎原料。苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)主要用于生(sheng)產(chan)(chan)苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)系(xi)列(lie)樹脂及(ji)(ji)丁苯(ben)(ben)(ben)橡膠，也是生(sheng)產(chan)(chan)離子交(jiao)換樹脂及(ji)(ji)醫藥(yao)品(pin)的原料之一(yi)。此(ci)外，苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)還(huan)可(ke)用于制藥(yao)、染料、農藥(yao)以及(ji)(ji)選礦(kuang)等(deng)行(xing)業(ye)。苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)有多種生(sheng)產(chan)(chan)方法(fa)，如乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)脫(tuo)氫(qing)(qing)法(fa)、苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)酮還(huan)原脫(tuo)水法(fa)、裂解(jie)汽(qi)油中萃取劑提取苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)法(fa)等(deng)。目(mu)前主流的苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)生(sheng)產(chan)(chan)方法(fa)為乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)脫(tuo)氫(qing)(qing)法(fa)。

二、典型乙苯脫氫制苯乙烯裝置(zhi)的工藝及特(te)點

  典型乙苯脫氫制苯乙烯裝置分(fen)為乙苯單元和苯乙烯單元兩(liang)部分(fen)。

1. 乙(yi)苯(ben)單元 

   目前，世界上90％的(de)(de)乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)都是由(you)苯(ben)(ben)和(he)乙(yi)(yi)烯(xi)通過烷基(ji)化獲得(de)。乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)單元含有三個系統：烷基(ji)化、烷基(ji)轉移和(he)精(jing)餾。典型(xing)的(de)(de)烷基(ji)化反(fan)應和(he)烷基(ji)轉移反(fan)應制乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)流程如圖(tu)2.20和(he)圖(tu)2.21所示。

   在(zai)(zai)液相烷(wan)基(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)，原料乙(yi)(yi)(yi)烯、苯(ben)(ben)(ben)以(yi)液態形式進(jin)入烷(wan)基(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器，在(zai)(zai)苯(ben)(ben)(ben)過量的(de)(de)(de)情況下乙(yi)(yi)(yi)烯近乎完全(quan)轉化(hua)(hua)，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)主(zhu)要(yao)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)。乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)少部分(fen)(fen)會進(jin)一步同乙(yi)(yi)(yi)烯反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)多(duo)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)主(zhu)要(yao)由二(er)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)和(he)三(san)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)組(zu)(zu)成(cheng)。在(zai)(zai)精餾(liu)(liu)系(xi)(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)，未(wei)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)、多(duo)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)以(yi)及重組(zu)(zu)分(fen)(fen)從(cong)烷(wan)基(ji)化(hua)(hua)和(he)烷(wan)基(ji)轉移(yi)(yi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)產物中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)離并獲得產品乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)。二(er)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)和(he)三(san)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)可以(yi)在(zai)(zai)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)精餾(liu)(liu)系(xi)(xi)統(tong)回(hui)(hui)收(shou)并通過和(he)苯(ben)(ben)(ben)進(jin)行烷(wan)基(ji)轉移(yi)(yi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)重新生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)回(hui)(hui)收(shou)系(xi)(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)設備是多(duo)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)塔，多(duo)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)塔在(zai)(zai)真空下操作。烷(wan)基(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)和(he)烷(wan)基(ji)轉移(yi)(yi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)是在(zai)(zai)兩個獨(du)立的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器中(zhong)(zhong)進(jin)行并采用不同的(de)(de)(de)催化(hua)(hua)劑。在(zai)(zai)烷(wan)基(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)中(zhong)(zhong)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)四(si)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)量比較少，和(he)其他不能回(hui)(hui)收(shou)的(de)(de)(de)重組(zu)(zu)分(fen)(fen)一起排至乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)渣油(you)系(xi)(xi)統(tong)。除主(zhu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)統(tong)外，該部分(fen)(fen)還含(han)有(you)催化(hua)(hua)劑配置系(xi)(xi)統(tong)和(he)烴(jing)化(hua)(hua)液、催化(hua)(hua)劑分(fen)(fen)離系(xi)(xi)統(tong)等(deng)輔助(zhu)系(xi)(xi)統(tong)。精餾(liu)(liu)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)作用是回(hui)(hui)收(shou)未(wei)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)，精制乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)產品，從(cong)殘油(you)中(zhong)(zhong)回(hui)(hui)收(shou)可循環的(de)(de)(de)重質(zhi)烷(wan)基(ji)化(hua)(hua)物（PEB），從(cong)系(xi)(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)除去水和(he)輕組(zu)(zu)分(fen)(fen)，分(fen)(fen)離從(cong)苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯單元來的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)(ben)副(fu)產品。

2. 苯乙烯單(dan)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(tu)2.22和圖(tu)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(guan)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)反應器設計相似，但是第(di)二反應器裝(zhuang)有更(geng)多的(de)催化劑(ji)，并(bing)且在更(geng)高(gao)的(de)真(zhen)(zhen)空度(du)下操作(zuo)(zuo)，這樣能夠在整個(ge)催化劑(ji)的(de)使用周期中(zhong)提高(gao)對苯乙(yi)烯的(de)選擇性。精餾系(xi)統(tong)包括三個(ge)串聯的(de)精餾塔(ta)(ta)(ta)：苯／甲(jia)苯塔(ta)(ta)(ta)、乙(yi)苯回收(shou)塔(ta)(ta)(ta)和苯乙(yi)烯塔(ta)(ta)(ta)。這三個(ge)塔(ta)(ta)(ta)全是真(zhen)(zhen)空設備，它們(men)的(de)主要作(zuo)(zuo)用是保持正常(chang)操作(zuo)(zuo)下精餾塔(ta)(ta)(ta)系(xi)統(tong)的(de)真(zhen)(zhen)空度(du)。

三、介(jie)質特點

  乙苯脫(tuo)氫制苯乙烯裝置最典(dian)型(xing)的介(jie)質特點(dian)是(shi)超高(gao)溫、真空，同時系統中大(da)量存在苯等極度危害介(jie)質，同時還(huan)存在氯化氫等高(gao)腐蝕性(xing)介(jie)質。

  苯(ben)常溫下為高(gao)度(du)易燃、有(you)香味、易揮發(fa)、無色的(de)透明液(ye)體，其(qi)(qi)密(mi)度(du)小(xiao)于(yu)(yu)水(shui)，為一(yi)種(zhong)有(you)機化合物(wu)，也(ye)(ye)是組成(cheng)結構最簡單(dan)的(de)芳香烴(jing)。苯(ben)有(you)高(gao)的(de)毒(du)性，也(ye)(ye)是一(yi)種(zhong)致癌物(wu)質。它難溶(rong)(rong)于(yu)(yu)水(shui)，易溶(rong)(rong)于(yu)(yu)有(you)機溶(rong)(rong)劑(ji)，本(ben)身也(ye)(ye)可作為有(you)機溶(rong)(rong)劑(ji)。白血病患(huan)者(zhe)中(zhong)，有(you)很大一(yi)部分有(you)苯(ben)及其(qi)(qi)有(you)機制(zhi)品(pin)接觸歷史(shi)。在GB5044標準(zhun)中(zhong)，苯(ben)被(bei)歸為極(ji)度(du)危害介質。

  空氣(qi)(qi)、苯乙(yi)烯的蒸氣(qi)(qi)與空氣(qi)(qi)可形(xing)成爆炸(zha)性混合(he)物，遇明火(huo)、高熱或與氧化(hua)(hua)(hua)(hua)劑接觸(chu)，有引起燃燒爆炸(zha)的危險。遇酸(suan)性催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑如路(lu)易斯催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑、齊(qi)格(ge)勒催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑、硫酸(suan)、氯化(hua)(hua)(hua)(hua)鐵(tie)、氯化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁等都能產(chan)生猛烈(lie)聚合(he)，放出大量(liang)熱量(liang)。

四、苯(ben)乙烯(xi)裝(zhuang)置的配管設計

  主(zhu)要(yao)是對塔、換熱器、罐、泵等設備的配管設計。