一、裝置簡介

  苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯是石化行業的(de)重要基礎原料。苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯主要用于生(sheng)產(chan)苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯系列樹脂及丁苯(ben)(ben)(ben)(ben)橡膠(jiao)，也是生(sheng)產(chan)離(li)子交換樹脂及醫藥品的(de)原料之一(yi)。此外，苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯還(huan)可用于制藥、染料、農藥以及選礦等行業。苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯有多(duo)種(zhong)生(sheng)產(chan)方法(fa)，如乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)脫氫(qing)法(fa)、苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)酮還(huan)原脫水法(fa)、裂解汽油中萃取劑提取苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯法(fa)等。目前主流的(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯生(sheng)產(chan)方法(fa)為乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)脫氫(qing)法(fa)。

二、典型乙苯(ben)脫氫制苯(ben)乙烯(xi)裝(zhuang)置的工藝及(ji)特點

  典型乙苯(ben)(ben)脫氫制苯(ben)(ben)乙烯裝(zhuang)置分(fen)為乙苯(ben)(ben)單(dan)元(yuan)和(he)苯(ben)(ben)乙烯單(dan)元(yuan)兩部分(fen)。

1. 乙苯單元 

   目前，世界上90％的(de)(de)乙苯(ben)都是由(you)苯(ben)和(he)乙烯通過烷(wan)基(ji)化(hua)獲(huo)得(de)。乙苯(ben)單元含有三(san)個(ge)系統：烷(wan)基(ji)化(hua)、烷(wan)基(ji)轉(zhuan)移和(he)精餾(liu)。典型的(de)(de)烷(wan)基(ji)化(hua)反應(ying)和(he)烷(wan)基(ji)轉(zhuan)移反應(ying)制(zhi)乙苯(ben)流程(cheng)如圖(tu)2.20和(he)圖(tu)2.21所示。

   在(zai)液相(xiang)烷(wan)基化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，原(yuan)料乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)、苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)(yi)液態形(xing)式進(jin)入烷(wan)基化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器，在(zai)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)過(guo)量的(de)情(qing)況下乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)近乎完全轉(zhuan)化(hua)，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)主(zhu)要生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)少部(bu)(bu)分(fen)(fen)會進(jin)一(yi)步(bu)同乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)主(zhu)要由二乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)組成(cheng)。在(zai)精餾系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，未反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)、多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)(yi)及(ji)重組分(fen)(fen)從(cong)(cong)烷(wan)基化(hua)和(he)烷(wan)基轉(zhuan)移反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)產(chan)物(wu)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)分(fen)(fen)離并(bing)獲得產(chan)品(pin)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。二乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)可以(yi)(yi)在(zai)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)精餾系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)回(hui)收并(bing)通過(guo)和(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)進(jin)行烷(wan)基轉(zhuan)移反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)重新生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)回(hui)收系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)主(zhu)要設備是(shi)多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔，多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔在(zai)真空(kong)下操作(zuo)。烷(wan)基化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)和(he)烷(wan)基轉(zhuan)移反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)是(shi)在(zai)兩個獨(du)立的(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)進(jin)行并(bing)采用不(bu)同的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)。在(zai)烷(wan)基化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)四乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)量比較少，和(he)其他不(bu)能回(hui)收的(de)重組分(fen)(fen)一(yi)起(qi)排至(zhi)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)渣油系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)。除主(zhu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)外，該部(bu)(bu)分(fen)(fen)還含有催(cui)化(hua)劑(ji)配置系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)烴化(hua)液、催(cui)化(hua)劑(ji)分(fen)(fen)離系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)等輔(fu)助系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)。精餾系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)作(zuo)用是(shi)回(hui)收未反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)，精制乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)產(chan)品(pin)，從(cong)(cong)殘(can)油中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)回(hui)收可循環的(de)重質烷(wan)基化(hua)物(wu)（PEB），從(cong)(cong)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)除去水(shui)和(he)輕組分(fen)(fen)，分(fen)(fen)離從(cong)(cong)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)單(dan)元來的(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)副產(chan)品(pin)。

2. 苯(ben)乙烯單元(yuan) 

   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(ru)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(lu)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(liang)個(ge)(ge)反應器設計相似，但是第二反應器裝有更多的(de)(de)催(cui)化劑(ji)，并且在(zai)更高的(de)(de)真(zhen)空(kong)度下(xia)操作(zuo)，這樣能夠(gou)在(zai)整個(ge)(ge)催(cui)化劑(ji)的(de)(de)使用周期中提高對(dui)苯乙烯(xi)的(de)(de)選擇性。精(jing)(jing)餾(liu)系統包括(kuo)三個(ge)(ge)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)和苯乙烯(xi)塔(ta)。這三個(ge)(ge)塔(ta)全是真(zhen)空(kong)設備，它們(men)的(de)(de)主要作(zuo)用是保持(chi)正常操作(zuo)下(xia)精(jing)(jing)餾(liu)塔(ta)系統的(de)(de)真(zhen)空(kong)度。

三、介質特點

  乙(yi)苯(ben)脫氫制苯(ben)乙(yi)烯裝置最典型的介質特點是(shi)超(chao)高溫、真空(kong)，同時(shi)系統中大(da)量存在苯(ben)等極(ji)度危害(hai)介質，同時(shi)還存在氯化氫等高腐(fu)蝕性介質。

  苯(ben)常溫下為(wei)高度(du)易(yi)燃、有(you)(you)(you)香味(wei)、易(yi)揮發、無色的透(tou)明液體，其密度(du)小于(yu)水，為(wei)一(yi)(yi)(yi)種有(you)(you)(you)機(ji)化(hua)合物(wu)，也是(shi)組成結構最簡單(dan)的芳香烴。苯(ben)有(you)(you)(you)高的毒性，也是(shi)一(yi)(yi)(yi)種致癌(ai)物(wu)質。它難溶于(yu)水，易(yi)溶于(yu)有(you)(you)(you)機(ji)溶劑(ji)，本身(shen)也可作為(wei)有(you)(you)(you)機(ji)溶劑(ji)。白血病患者中，有(you)(you)(you)很大一(yi)(yi)(yi)部分有(you)(you)(you)苯(ben)及其有(you)(you)(you)機(ji)制品接觸歷史(shi)。在GB5044標準中，苯(ben)被歸(gui)為(wei)極(ji)度(du)危害介質。

  空氣、苯(ben)乙烯(xi)的蒸氣與(yu)空氣可形成爆炸(zha)性(xing)混合(he)物，遇明火、高(gao)熱或(huo)與(yu)氧化劑(ji)接觸，有引起(qi)燃(ran)燒(shao)爆炸(zha)的危險。遇酸性(xing)催化劑(ji)如路易斯催化劑(ji)、齊格勒(le)催化劑(ji)、硫酸、氯化鐵、氯化鋁等都能產生猛烈聚合(he)，放(fang)出(chu)大量熱量。

四、苯乙烯(xi)裝(zhuang)置的配(pei)管設計

  主要是對塔、換熱器、罐(guan)、泵(beng)等(deng)設備的(de)配管設計。