一、裝置簡介

  苯乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)是石化行業的重要(yao)基礎原(yuan)料(liao)。苯乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)主要(yao)用于(yu)生(sheng)產(chan)(chan)苯乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)系列樹脂及(ji)丁(ding)苯橡膠，也是生(sheng)產(chan)(chan)離子交換樹脂及(ji)醫(yi)藥(yao)(yao)品的原(yuan)料(liao)之一。此外(wai)，苯乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)還可用于(yu)制藥(yao)(yao)、染料(liao)、農藥(yao)(yao)以及(ji)選礦等行業。苯乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)有多種生(sheng)產(chan)(chan)方法(fa)，如乙(yi)(yi)苯脫氫法(fa)、苯乙(yi)(yi)酮還原(yuan)脫水法(fa)、裂解汽油中萃取(qu)劑提取(qu)苯乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)法(fa)等。目(mu)前主流的苯乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)生(sheng)產(chan)(chan)方法(fa)為乙(yi)(yi)苯脫氫法(fa)。

二、典型乙(yi)苯脫(tuo)氫制苯乙(yi)烯裝(zhuang)置的(de)工藝及(ji)特點

  典(dian)型乙(yi)(yi)苯脫氫制苯乙(yi)(yi)烯裝置分(fen)為乙(yi)(yi)苯單元(yuan)(yuan)和苯乙(yi)(yi)烯單元(yuan)(yuan)兩部分(fen)。

1. 乙苯(ben)單元 

   目(mu)前(qian)，世(shi)界上90％的乙(yi)(yi)苯都是(shi)由苯和(he)乙(yi)(yi)烯通過(guo)烷(wan)基化(hua)獲得。乙(yi)(yi)苯單元含(han)有三個(ge)系統：烷(wan)基化(hua)、烷(wan)基轉(zhuan)移(yi)和(he)精餾。典(dian)型的烷(wan)基化(hua)反應和(he)烷(wan)基轉(zhuan)移(yi)反應制乙(yi)(yi)苯流程如圖2.20和(he)圖2.21所示。

   在液相烷(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)基化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，原料(liao)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)、苯(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)液態形式(shi)進入烷(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)基化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器，在苯(ben)(ben)(ben)(ben)過量的(de)(de)(de)(de)(de)情況下乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)近乎完全轉(zhuan)化(hua)(hua)，反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)主(zhu)要生成乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)少部分(fen)(fen)(fen)會進一(yi)步同乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)生成多(duo)(duo)乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)(duo)乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)主(zhu)要由二乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)(he)三乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)組(zu)成。在精餾(liu)(liu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，未反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)、多(duo)(duo)乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)及重組(zu)分(fen)(fen)(fen)從(cong)烷(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)基化(hua)(hua)和(he)(he)(he)烷(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)基轉(zhuan)移反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)產物中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離并(bing)獲得(de)產品(pin)乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。二乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)(he)三乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)可以(yi)在乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)精餾(liu)(liu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)回(hui)(hui)收并(bing)通過和(he)(he)(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)進行烷(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)基轉(zhuan)移反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)重新生成乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)(duo)乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)回(hui)(hui)收系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要設備是(shi)多(duo)(duo)乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)塔，多(duo)(duo)乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)塔在真(zhen)空下操作。烷(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)基化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)和(he)(he)(he)烷(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)基轉(zhuan)移反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)是(shi)在兩個獨立的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)進行并(bing)采用不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)催化(hua)(hua)劑。在烷(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)基化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)生成的(de)(de)(de)(de)(de)四(si)乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)量比較少，和(he)(he)(he)其他(ta)不(bu)能(neng)回(hui)(hui)收的(de)(de)(de)(de)(de)重組(zu)分(fen)(fen)(fen)一(yi)起排至乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)渣油系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。除主(zhu)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)外，該部分(fen)(fen)(fen)還含有催化(hua)(hua)劑配置(zhi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)和(he)(he)(he)烴化(hua)(hua)液、催化(hua)(hua)劑分(fen)(fen)(fen)離系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)等輔(fu)助系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。精餾(liu)(liu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)作用是(shi)回(hui)(hui)收未反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)，精制乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)產品(pin)，從(cong)殘油中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)回(hui)(hui)收可循環的(de)(de)(de)(de)(de)重質烷(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)基化(hua)(hua)物（PEB），從(cong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)除去水和(he)(he)(he)輕組(zu)分(fen)(fen)(fen)，分(fen)(fen)(fen)離從(cong)苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)單(dan)元(yuan)來的(de)(de)(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)副產品(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(ru)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(ying)器(qi)(qi)設計相似，但是(shi)第二反應(ying)器(qi)(qi)裝有更多的(de)催(cui)化(hua)劑，并且在(zai)(zai)更高的(de)真空(kong)度下操(cao)作(zuo)，這(zhe)樣能夠在(zai)(zai)整個(ge)催(cui)化(hua)劑的(de)使用周期中提(ti)高對(dui)苯乙烯的(de)選(xuan)擇性(xing)。精(jing)餾(liu)系(xi)統包括(kuo)三個(ge)串聯的(de)精(jing)餾(liu)塔(ta)：苯／甲苯塔(ta)、乙苯回(hui)收(shou)塔(ta)和苯乙烯塔(ta)。這(zhe)三個(ge)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)塔(ta)系(xi)統的(de)真空(kong)度。

三、介(jie)質特點

  乙苯脫氫制苯乙烯(xi)裝置(zhi)最典型的介質特點是(shi)超高溫(wen)、真空，同時系統(tong)中大量存(cun)在(zai)(zai)苯等極度危害介質，同時還存(cun)在(zai)(zai)氯化氫等高腐蝕性介質。

  苯常溫下為(wei)高度易(yi)(yi)燃(ran)、有(you)香味、易(yi)(yi)揮發、無色的透明(ming)液體，其(qi)密度小(xiao)于水(shui)，為(wei)一種有(you)機(ji)化合物，也是(shi)組成結構最簡單的芳香烴。苯有(you)高的毒性，也是(shi)一種致癌物質(zhi)。它難溶(rong)(rong)(rong)于水(shui)，易(yi)(yi)溶(rong)(rong)(rong)于有(you)機(ji)溶(rong)(rong)(rong)劑，本身也可作(zuo)為(wei)有(you)機(ji)溶(rong)(rong)(rong)劑。白血病(bing)患者中，有(you)很大一部分有(you)苯及其(qi)有(you)機(ji)制品接(jie)觸(chu)歷史。在GB5044標準中，苯被歸為(wei)極度危害介質(zhi)。

  空氣(qi)、苯乙(yi)烯的蒸氣(qi)與空氣(qi)可形成爆(bao)炸性混(hun)合物，遇(yu)明(ming)火、高熱或與氧化劑接觸(chu)，有引起(qi)燃燒爆(bao)炸的危險。遇(yu)酸(suan)性催(cui)化劑如路易斯催(cui)化劑、齊格勒催(cui)化劑、硫酸(suan)、氯(lv)化鐵、氯(lv)化鋁等(deng)都能產生猛(meng)烈聚(ju)合，放出大(da)量(liang)熱量(liang)。

四、苯乙烯裝置的(de)配(pei)管設(she)計

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