一、裝置簡(jian)介
苯(ben)乙(yi)烯(xi)是石化行(xing)業的(de)重要(yao)基(ji)礎原料(liao)(liao)。苯(ben)乙(yi)烯(xi)主要(yao)用(yong)(yong)于生產苯(ben)乙(yi)烯(xi)系列樹(shu)脂(zhi)及丁(ding)苯(ben)橡膠，也(ye)是生產離(li)子交(jiao)換樹(shu)脂(zhi)及醫藥品的(de)原料(liao)(liao)之一(yi)。此外(wai)，苯(ben)乙(yi)烯(xi)還可用(yong)(yong)于制藥、染料(liao)(liao)、農藥以(yi)及選礦等(deng)行(xing)業。苯(ben)乙(yi)烯(xi)有多種生產方(fang)法(fa)，如乙(yi)苯(ben)脫(tuo)氫(qing)法(fa)、苯(ben)乙(yi)酮還原脫(tuo)水法(fa)、裂解汽油中萃取劑提取苯(ben)乙(yi)烯(xi)法(fa)等(deng)。目(mu)前主流的(de)苯(ben)乙(yi)烯(xi)生產方(fang)法(fa)為乙(yi)苯(ben)脫(tuo)氫(qing)法(fa)。
二、典型(xing)乙苯脫氫制苯乙烯裝置的工藝及特點
典型乙(yi)苯(ben)脫氫制苯(ben)乙(yi)烯裝置分(fen)為乙(yi)苯(ben)單元(yuan)和(he)苯(ben)乙(yi)烯單元(yuan)兩部分(fen)。
1. 乙苯單(dan)元
目前，世界上90％的(de)乙苯都(dou)是(shi)由苯和(he)乙烯(xi)通過烷基(ji)化獲得。乙苯單元含有三個系統：烷基(ji)化、烷基(ji)轉移(yi)和(he)精餾。典(dian)型(xing)的(de)烷基(ji)化反(fan)應和(he)烷基(ji)轉移(yi)反(fan)應制乙苯流程(cheng)如圖2.20和(he)圖2.21所(suo)示。
在(zai)(zai)液(ye)相烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，原料乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)、苯(ben)(ben)(ben)(ben)以液(ye)態形式進入烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器，在(zai)(zai)苯(ben)(ben)(ben)(ben)過量的(de)(de)情況下乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)近乎完全轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)，反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)主要(yao)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)少部(bu)分(fen)會進一(yi)步(bu)同(tong)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)主要(yao)由二乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)三(san)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)組(zu)成(cheng)(cheng)。在(zai)(zai)精(jing)餾(liu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，未反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)、多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)以及重(zhong)組(zu)分(fen)從(cong)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)和(he)(he)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)移(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)產(chan)物(wu)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)分(fen)離并(bing)(bing)獲得產(chan)品(pin)(pin)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。二乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)三(san)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)可(ke)(ke)以在(zai)(zai)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)精(jing)餾(liu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)回(hui)(hui)收(shou)(shou)并(bing)(bing)通(tong)過和(he)(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)進行(xing)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)移(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)重(zhong)新生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)回(hui)(hui)收(shou)(shou)系(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)主要(yao)設(she)備是(shi)多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)，多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)在(zai)(zai)真(zhen)空(kong)下操作。烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)和(he)(he)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)移(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)是(shi)在(zai)(zai)兩個獨立(li)的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)進行(xing)并(bing)(bing)采(cai)用不(bu)同(tong)的(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。在(zai)(zai)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)(de)四乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)(de)量比較(jiao)少，和(he)(he)其他不(bu)能(neng)回(hui)(hui)收(shou)(shou)的(de)(de)重(zhong)組(zu)分(fen)一(yi)起排至乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)渣油(you)系(xi)(xi)統(tong)(tong)。除主反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)統(tong)(tong)外，該部(bu)分(fen)還(huan)含有催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)配置系(xi)(xi)統(tong)(tong)和(he)(he)烴化(hua)(hua)(hua)液(ye)、催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)分(fen)離系(xi)(xi)統(tong)(tong)等輔助系(xi)(xi)統(tong)(tong)。精(jing)餾(liu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)作用是(shi)回(hui)(hui)收(shou)(shou)未反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)，精(jing)制乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)產(chan)品(pin)(pin)，從(cong)殘油(you)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)回(hui)(hui)收(shou)(shou)可(ke)(ke)循環的(de)(de)重(zhong)質烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)物(wu)（PEB），從(cong)系(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)除去水和(he)(he)輕組(zu)分(fen)，分(fen)離從(cong)苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)單元來的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)副產(chan)品(pin)(pin)。
2. 苯乙烯單元
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(tu)2.22和(he)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。
兩個反應(ying)器設(she)計相似，但是第二(er)反應(ying)器裝有更多的(de)(de)催化劑(ji)，并且(qie)在更高的(de)(de)真空度(du)下(xia)操作(zuo)，這(zhe)樣能夠在整個催化劑(ji)的(de)(de)使用周期(qi)中提高對苯乙烯(xi)的(de)(de)選擇性。精(jing)(jing)餾(liu)系統包括三(san)個串(chuan)聯(lian)的(de)(de)精(jing)(jing)餾(liu)塔(ta)：苯／甲苯塔(ta)、乙苯回收塔(ta)和(he)苯乙烯(xi)塔(ta)。這(zhe)三(san)個塔(ta)全(quan)是真空設(she)備，它們的(de)(de)主要作(zuo)用是保持正常操作(zuo)下(xia)精(jing)(jing)餾(liu)塔(ta)系統的(de)(de)真空度(du)。
三、介質特點(dian)
乙苯脫氫制(zhi)苯乙烯裝置(zhi)最典型的介質特點是超(chao)高(gao)(gao)溫、真空，同時(shi)系統(tong)中大量存在(zai)苯等極度危(wei)害介質，同時(shi)還存在(zai)氯化氫等高(gao)(gao)腐蝕性介質。
苯(ben)常溫下為高度(du)易燃、有香味、易揮(hui)發、無色的透明液體，其(qi)密度(du)小于(yu)水，為一(yi)(yi)種有機(ji)(ji)化(hua)合物，也是組(zu)成結構最簡(jian)單的芳(fang)香烴。苯(ben)有高的毒性，也是一(yi)(yi)種致癌物質(zhi)。它難(nan)溶(rong)于(yu)水，易溶(rong)于(yu)有機(ji)(ji)溶(rong)劑，本身(shen)也可作為有機(ji)(ji)溶(rong)劑。白(bai)血病患(huan)者中，有很大一(yi)(yi)部(bu)分有苯(ben)及其(qi)有機(ji)(ji)制品(pin)接觸(chu)歷史。在GB5044標準中，苯(ben)被歸為極度(du)危(wei)害介質(zhi)。
空(kong)(kong)氣(qi)、苯乙烯的蒸氣(qi)與(yu)(yu)空(kong)(kong)氣(qi)可(ke)形成爆炸性(xing)混合物，遇(yu)明(ming)火、高(gao)熱(re)或與(yu)(yu)氧化(hua)(hua)劑接觸，有引起(qi)燃燒爆炸的危險(xian)。遇(yu)酸性(xing)催化(hua)(hua)劑如路易斯催化(hua)(hua)劑、齊格勒催化(hua)(hua)劑、硫酸、氯化(hua)(hua)鐵、氯化(hua)(hua)鋁等(deng)都能產(chan)生猛烈聚(ju)合，放出(chu)大量(liang)熱(re)量(liang)。
四、苯乙烯裝置(zhi)的配(pei)管設計
主(zhu)要是對(dui)塔(ta)、換熱器、罐、泵等(deng)設備的配管設計(ji)。
