一、裝置簡(jian)介

  苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)是石化行業的重要(yao)基礎原料(liao)。苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)主要(yao)用于生(sheng)產(chan)苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)系列樹脂及(ji)丁(ding)苯(ben)(ben)(ben)橡(xiang)膠，也是生(sheng)產(chan)離子(zi)交換(huan)樹脂及(ji)醫藥(yao)品的原料(liao)之(zhi)一。此外，苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)還可用于制藥(yao)、染料(liao)、農藥(yao)以及(ji)選礦等行業。苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)有多(duo)種生(sheng)產(chan)方法(fa)(fa)，如(ru)乙苯(ben)(ben)(ben)脫氫法(fa)(fa)、苯(ben)(ben)(ben)乙酮還原脫水法(fa)(fa)、裂解(jie)汽油中萃取(qu)劑提(ti)取(qu)苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)法(fa)(fa)等。目前主流(liu)的苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)生(sheng)產(chan)方法(fa)(fa)為乙苯(ben)(ben)(ben)脫氫法(fa)(fa)。

二、典型乙苯脫氫制苯乙烯裝置的工(gong)藝及(ji)特點(dian)

  典型乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)脫氫制苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯裝置(zhi)分為乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)單元(yuan)和苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯單元(yuan)兩部(bu)分。

1. 乙(yi)苯單元 

   目前，世界(jie)上90％的(de)乙(yi)(yi)苯都(dou)是由苯和乙(yi)(yi)烯通過(guo)烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)獲得。乙(yi)(yi)苯單元含有三個系統(tong)：烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)、烷(wan)基(ji)(ji)轉移(yi)和精餾。典型的(de)烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)反應和烷(wan)基(ji)(ji)轉移(yi)反應制乙(yi)(yi)苯流程如圖2.20和圖2.21所示。

   在(zai)(zai)(zai)液相烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反應(ying)(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中，原料乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯、苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)液態形式進(jin)入烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反應(ying)(ying)(ying)(ying)器，在(zai)(zai)(zai)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)過量(liang)的情況下(xia)(xia)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯近乎完(wan)全(quan)轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)，反應(ying)(ying)(ying)(ying)主要(yao)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)中的少(shao)部分(fen)會(hui)進(jin)一(yi)步同乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯反應(ying)(ying)(ying)(ying)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)主要(yao)由二(er)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)。在(zai)(zai)(zai)精(jing)餾系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中，未(wei)(wei)反應(ying)(ying)(ying)(ying)的苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)、多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)及(ji)重組(zu)分(fen)從(cong)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)和(he)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)移(yi)反應(ying)(ying)(ying)(ying)產(chan)物中的分(fen)離(li)并獲(huo)得(de)產(chan)品乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。二(er)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)可(ke)以(yi)在(zai)(zai)(zai)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)精(jing)餾系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)回(hui)收并通過和(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)進(jin)行烷(wan)(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)移(yi)反應(ying)(ying)(ying)(ying)重新生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)回(hui)收系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中的主要(yao)設備是(shi)多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔，多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔在(zai)(zai)(zai)真空下(xia)(xia)操(cao)作。烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反應(ying)(ying)(ying)(ying)和(he)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)移(yi)反應(ying)(ying)(ying)(ying)是(shi)在(zai)(zai)(zai)兩個獨立的反應(ying)(ying)(ying)(ying)器中進(jin)行并采(cai)用(yong)不同的催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑。在(zai)(zai)(zai)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反應(ying)(ying)(ying)(ying)中生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)的四乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)的量(liang)比較少(shao)，和(he)其他不能回(hui)收的重組(zu)分(fen)一(yi)起排至乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)渣油(you)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。除主反應(ying)(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)外，該部分(fen)還含(han)有催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑配(pei)置系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)和(he)烴化(hua)(hua)(hua)液、催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑分(fen)離(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)等輔助(zhu)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。精(jing)餾系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的作用(yong)是(shi)回(hui)收未(wei)(wei)反應(ying)(ying)(ying)(ying)的苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)，精(jing)制乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)產(chan)品，從(cong)殘油(you)中回(hui)收可(ke)循環的重質(zhi)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)物（PEB），從(cong)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中除去水(shui)和(he)輕組(zu)分(fen)，分(fen)離(li)從(cong)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯單元來(lai)的苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)／甲(jia)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)副產(chan)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(shi)。

   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)器設計相似(si)，但是(shi)第(di)二(er)反應(ying)器裝(zhuang)有更多的(de)催化劑(ji)，并(bing)且在更高的(de)真空(kong)度下操(cao)作(zuo)，這樣能夠在整個催化劑(ji)的(de)使用周(zhou)期中提高對苯乙烯(xi)的(de)選擇(ze)性。精(jing)餾(liu)(liu)系(xi)統(tong)(tong)包括三個串(chuan)聯的(de)精(jing)餾(liu)(liu)塔(ta)：苯／甲苯塔(ta)、乙苯回(hui)收塔(ta)和苯乙烯(xi)塔(ta)。這三個塔(ta)全是(shi)真空(kong)設備，它們的(de)主要(yao)作(zuo)用是(shi)保持正常操(cao)作(zuo)下精(jing)餾(liu)(liu)塔(ta)系(xi)統(tong)(tong)的(de)真空(kong)度。

三、介質特點

  乙(yi)苯脫氫制(zhi)苯乙(yi)烯裝置(zhi)最典型的介質(zhi)(zhi)特點是超高溫、真(zhen)空，同時(shi)系統中大量存在苯等極(ji)度危害(hai)介質(zhi)(zhi)，同時(shi)還存在氯(lv)化氫等高腐(fu)蝕性介質(zhi)(zhi)。

  苯常溫下(xia)為高(gao)度易(yi)(yi)燃、有(you)(you)(you)香味、易(yi)(yi)揮(hui)發、無色的透(tou)明(ming)液體，其(qi)密度小于水，為一種(zhong)有(you)(you)(you)機(ji)化合物(wu)，也(ye)是組(zu)成結構最(zui)簡單的芳香烴。苯有(you)(you)(you)高(gao)的毒(du)性，也(ye)是一種(zhong)致癌物(wu)質。它難溶于水，易(yi)(yi)溶于有(you)(you)(you)機(ji)溶劑，本(ben)身也(ye)可作為有(you)(you)(you)機(ji)溶劑。白血病患者中，有(you)(you)(you)很大一部分(fen)有(you)(you)(you)苯及(ji)其(qi)有(you)(you)(you)機(ji)制品接觸(chu)歷(li)史。在GB5044標準中，苯被歸(gui)為極度危害介質。

  空氣(qi)(qi)(qi)、苯乙烯的(de)蒸(zheng)氣(qi)(qi)(qi)與空氣(qi)(qi)(qi)可形成爆炸(zha)性混合物，遇明火、高(gao)熱或與氧化(hua)劑接觸，有(you)引(yin)起燃燒(shao)爆炸(zha)的(de)危險。遇酸性催(cui)化(hua)劑如路易斯催(cui)化(hua)劑、齊格勒(le)催(cui)化(hua)劑、硫酸、氯(lv)(lv)化(hua)鐵、氯(lv)(lv)化(hua)鋁等都能產生猛烈(lie)聚合，放出大量(liang)熱量(liang)。

四、苯乙烯裝(zhuang)置的(de)配管設計

  主(zhu)要是對塔、換(huan)熱器、罐、泵等設(she)備的配管設(she)計。