一、裝置簡介

  苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi)是石化(hua)行業的重(zhong)要(yao)基礎(chu)原料。苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi)主(zhu)要(yao)用于生(sheng)產(chan)苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi)系列樹脂(zhi)及丁苯(ben)(ben)橡膠，也(ye)是生(sheng)產(chan)離(li)子(zi)交換樹脂(zhi)及醫藥品的原料之一。此外(wai)，苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi)還(huan)可用于制藥、染(ran)料、農藥以及選(xuan)礦(kuang)等行業。苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi)有多種生(sheng)產(chan)方(fang)法(fa)(fa)，如乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)脫氫(qing)法(fa)(fa)、苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)酮還(huan)原脫水(shui)法(fa)(fa)、裂解汽油(you)中萃取劑提取苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi)法(fa)(fa)等。目(mu)前主(zhu)流(liu)的苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi)生(sheng)產(chan)方(fang)法(fa)(fa)為乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)脫氫(qing)法(fa)(fa)。

二、典型乙(yi)苯(ben)脫氫制苯(ben)乙(yi)烯(xi)裝置(zhi)的工藝及特(te)點

  典型乙苯脫氫制苯乙烯(xi)裝置分為乙苯單(dan)元和(he)苯乙烯(xi)單(dan)元兩部(bu)分。

1. 乙苯單元 

   目前，世(shi)界上90％的(de)乙(yi)苯(ben)都是由苯(ben)和乙(yi)烯通(tong)過烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化獲得(de)。乙(yi)苯(ben)單元含有三個系統：烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化、烷(wan)(wan)基(ji)(ji)轉移和精餾。典型的(de)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化反(fan)應和烷(wan)(wan)基(ji)(ji)轉移反(fan)應制乙(yi)苯(ben)流程如圖2.20和圖2.21所示。

   在(zai)液(ye)相烷基(ji)(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)，原料乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯、苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以液(ye)態形式進入烷基(ji)(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)器，在(zai)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)過量(liang)的(de)(de)情況下乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯近乎完全轉(zhuan)化(hua)(hua)，反(fan)(fan)(fan)應(ying)主(zhu)(zhu)要(yao)生(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)的(de)(de)少部(bu)分(fen)會(hui)進一步同(tong)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯反(fan)(fan)(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)多乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)主(zhu)(zhu)要(yao)由二乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)(he)(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)組(zu)成(cheng)。在(zai)精(jing)(jing)餾系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)，未反(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)、多乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以及重組(zu)分(fen)從烷基(ji)(ji)化(hua)(hua)和(he)(he)(he)(he)烷基(ji)(ji)轉(zhuan)移(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)產(chan)物(wu)中(zhong)(zhong)的(de)(de)分(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)(he)(he)(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)可(ke)以在(zai)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)精(jing)(jing)餾系(xi)統(tong)(tong)回收(shou)并(bing)通過和(he)(he)(he)(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)進行(xing)烷基(ji)(ji)轉(zhuan)移(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)重新(xin)生(sheng)成(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)回收(shou)系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)的(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)設備是多乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔，多乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔在(zai)真空下操作。烷基(ji)(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)和(he)(he)(he)(he)烷基(ji)(ji)轉(zhuan)移(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)是在(zai)兩個獨立的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)器中(zhong)(zhong)進行(xing)并(bing)采用不同(tong)的(de)(de)催化(hua)(hua)劑(ji)。在(zai)烷基(ji)(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)中(zhong)(zhong)生(sheng)成(cheng)的(de)(de)四乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)(de)量(liang)比較(jiao)少，和(he)(he)(he)(he)其(qi)他不能回收(shou)的(de)(de)重組(zu)分(fen)一起排至乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)渣油系(xi)統(tong)(tong)。除主(zhu)(zhu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)系(xi)統(tong)(tong)外，該部(bu)分(fen)還(huan)含(han)有催化(hua)(hua)劑(ji)配置系(xi)統(tong)(tong)和(he)(he)(he)(he)烴化(hua)(hua)液(ye)、催化(hua)(hua)劑(ji)分(fen)離系(xi)統(tong)(tong)等輔助系(xi)統(tong)(tong)。精(jing)(jing)餾系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)作用是回收(shou)未反(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)，精(jing)(jing)制(zhi)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)產(chan)品(pin)，從殘油中(zhong)(zhong)回收(shou)可(ke)循環的(de)(de)重質(zhi)烷基(ji)(ji)化(hua)(hua)物(wu)（PEB），從系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)除去水和(he)(he)(he)(he)輕(qing)組(zu)分(fen)，分(fen)離從苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯單(dan)元來的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)副產(chan)品(pin)。

2. 苯乙(yi)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。

   兩個反應器(qi)設計相(xiang)似，但是第二(er)反應器(qi)裝有更多(duo)的(de)催化劑(ji)，并且在更高的(de)真空(kong)度下操(cao)作，這樣能夠在整個催化劑(ji)的(de)使用周期中提高對苯(ben)乙(yi)烯的(de)選(xuan)擇(ze)性。精餾系統包括三個串聯的(de)精餾塔(ta)(ta)(ta)：苯(ben)／甲苯(ben)塔(ta)(ta)(ta)、乙(yi)苯(ben)回收(shou)塔(ta)(ta)(ta)和(he)苯(ben)乙(yi)烯塔(ta)(ta)(ta)。這三個塔(ta)(ta)(ta)全是真空(kong)設備，它(ta)們(men)的(de)主要作用是保持正常操(cao)作下精餾塔(ta)(ta)(ta)系統的(de)真空(kong)度。

三、介質特點(dian)

  乙苯(ben)脫(tuo)氫制苯(ben)乙烯裝置最(zui)典型的介質(zhi)特點(dian)是超高溫、真空(kong)，同(tong)時(shi)系統中大量(liang)存在(zai)苯(ben)等極度(du)危害介質(zhi)，同(tong)時(shi)還存在(zai)氯(lv)化氫等高腐蝕(shi)性介質(zhi)。

  苯(ben)常溫下為高(gao)(gao)度易(yi)燃(ran)、有(you)香味(wei)、易(yi)揮發、無(wu)色的(de)(de)透明(ming)液體，其密度小于水，為一(yi)種(zhong)(zhong)有(you)機(ji)化合物(wu)，也是組(zu)成(cheng)結構最簡單(dan)的(de)(de)芳香烴。苯(ben)有(you)高(gao)(gao)的(de)(de)毒性，也是一(yi)種(zhong)(zhong)致癌物(wu)質。它難溶于水，易(yi)溶于有(you)機(ji)溶劑，本身也可作(zuo)為有(you)機(ji)溶劑。白血病(bing)患者中，有(you)很大一(yi)部分有(you)苯(ben)及其有(you)機(ji)制品接觸(chu)歷(li)史(shi)。在GB5044標(biao)準(zhun)中，苯(ben)被(bei)歸為極度危害介質。

  空氣、苯乙(yi)烯的蒸氣與(yu)空氣可形成爆炸性混合物(wu)，遇明火、高熱或與(yu)氧化(hua)劑(ji)(ji)接觸，有引(yin)起燃燒爆炸的危(wei)險。遇酸性催化(hua)劑(ji)(ji)如(ru)路(lu)易斯催化(hua)劑(ji)(ji)、齊格(ge)勒(le)催化(hua)劑(ji)(ji)、硫(liu)酸、氯(lv)化(hua)鐵(tie)、氯(lv)化(hua)鋁等都(dou)能產(chan)生猛(meng)烈(lie)聚合，放(fang)出(chu)大量(liang)熱量(liang)。

四、苯乙烯(xi)裝置的(de)配管設計

  主要是對塔(ta)、換(huan)熱器、罐、泵(beng)等設備的(de)配(pei)管設計。