一、裝(zhuang)置簡介
苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)是石(shi)化行業(ye)的重要基(ji)礎原料。苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)主要用于(yu)生產(chan)(chan)苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)系(xi)列樹脂及丁苯(ben)(ben)(ben)橡膠，也(ye)是生產(chan)(chan)離子交換樹脂及醫(yi)藥(yao)品的原料之一。此(ci)外，苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)還可用于(yu)制藥(yao)、染(ran)料、農(nong)藥(yao)以及選礦等(deng)行業(ye)。苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)有(you)多(duo)種(zhong)生產(chan)(chan)方(fang)(fang)法，如乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)脫氫法、苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)酮還原脫水法、裂(lie)解(jie)汽(qi)油中萃(cui)取劑提取苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)法等(deng)。目前主流的苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)生產(chan)(chan)方(fang)(fang)法為乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)脫氫法。
二、典(dian)型(xing)乙(yi)苯脫氫(qing)制苯乙(yi)烯裝置的工藝及特點
典型(xing)乙(yi)苯(ben)脫氫制苯(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)裝置分(fen)為乙(yi)苯(ben)單(dan)元和苯(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)單(dan)元兩部分(fen)。
1. 乙苯單元
目(mu)前(qian)，世界上90％的乙(yi)苯(ben)都是由苯(ben)和(he)乙(yi)烯通過(guo)烷基化獲(huo)得(de)。乙(yi)苯(ben)單元(yuan)含有三個系(xi)統：烷基化、烷基轉移(yi)和(he)精餾。典(dian)型的烷基化反(fan)(fan)應和(he)烷基轉移(yi)反(fan)(fan)應制(zhi)乙(yi)苯(ben)流程(cheng)如圖(tu)2.20和(he)圖(tu)2.21所示。
在(zai)液(ye)相烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)系(xi)(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)，原料乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)、苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)液(ye)態(tai)形式進入烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)器，在(zai)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)過量的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)近乎完全(quan)轉化(hua)，反(fan)(fan)(fan)應(ying)主要生成(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(zhong)(zhong)的(de)少部(bu)分(fen)(fen)(fen)會進一(yi)步同乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)生成(cheng)(cheng)多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)主要由二(er)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)(he)三(san)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)組(zu)成(cheng)(cheng)。在(zai)精(jing)餾系(xi)(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)，未反(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)、多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)及(ji)重(zhong)(zhong)組(zu)分(fen)(fen)(fen)從烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)和(he)(he)(he)烷(wan)(wan)基(ji)轉移(yi)(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)產物中(zhong)(zhong)的(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)并獲得產品(pin)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)(he)(he)三(san)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)可以(yi)在(zai)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)精(jing)餾系(xi)(xi)統(tong)回收(shou)(shou)(shou)并通過和(he)(he)(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)進行烷(wan)(wan)基(ji)轉移(yi)(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)重(zhong)(zhong)新(xin)生成(cheng)(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)回收(shou)(shou)(shou)系(xi)(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)的(de)主要設(she)備是多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔，多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔在(zai)真空下(xia)操作。烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)和(he)(he)(he)烷(wan)(wan)基(ji)轉移(yi)(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)是在(zai)兩個獨立的(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)器中(zhong)(zhong)進行并采用(yong)不(bu)同的(de)催(cui)化(hua)劑。在(zai)烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)中(zhong)(zhong)生成(cheng)(cheng)的(de)四乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)量比較少，和(he)(he)(he)其他(ta)不(bu)能回收(shou)(shou)(shou)的(de)重(zhong)(zhong)組(zu)分(fen)(fen)(fen)一(yi)起排至(zhi)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)渣油(you)系(xi)(xi)統(tong)。除主反(fan)(fan)(fan)應(ying)系(xi)(xi)統(tong)外，該(gai)部(bu)分(fen)(fen)(fen)還含(han)有催(cui)化(hua)劑配置系(xi)(xi)統(tong)和(he)(he)(he)烴(jing)化(hua)液(ye)、催(cui)化(hua)劑分(fen)(fen)(fen)離(li)系(xi)(xi)統(tong)等輔助系(xi)(xi)統(tong)。精(jing)餾系(xi)(xi)統(tong)的(de)作用(yong)是回收(shou)(shou)(shou)未反(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)，精(jing)制(zhi)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)產品(pin)，從殘(can)油(you)中(zhong)(zhong)回收(shou)(shou)(shou)可循環(huan)的(de)重(zhong)(zhong)質烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)物（PEB），從系(xi)(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)除去水和(he)(he)(he)輕組(zu)分(fen)(fen)(fen)，分(fen)(fen)(fen)離(li)從苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)單(dan)元來的(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)(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圖(tu)2.22和圖(tu)2.23所(suo)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(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。
兩個反應(ying)器設計相(xiang)似，但是第二(er)反應(ying)器裝有(you)更多的催化(hua)劑(ji)，并(bing)且在(zai)更高(gao)的真(zhen)(zhen)空度(du)下(xia)操(cao)作(zuo)，這(zhe)樣能(neng)夠在(zai)整(zheng)個催化(hua)劑(ji)的使用周期中提高(gao)對苯(ben)乙(yi)(yi)烯的選擇性。精(jing)餾系(xi)統(tong)包括(kuo)三個串聯(lian)的精(jing)餾塔(ta)(ta)：苯(ben)／甲苯(ben)塔(ta)(ta)、乙(yi)(yi)苯(ben)回(hui)收塔(ta)(ta)和苯(ben)乙(yi)(yi)烯塔(ta)(ta)。這(zhe)三個塔(ta)(ta)全(quan)是真(zhen)(zhen)空設備，它們的主要作(zuo)用是保(bao)持正常操(cao)作(zuo)下(xia)精(jing)餾塔(ta)(ta)系(xi)統(tong)的真(zhen)(zhen)空度(du)。
三、介(jie)質特點
乙苯(ben)脫氫(qing)制苯(ben)乙烯(xi)裝置最(zui)典(dian)型的介質特點(dian)是(shi)超高(gao)溫、真空(kong)，同(tong)時(shi)系統中大(da)量存(cun)在(zai)苯(ben)等極(ji)度危害介質，同(tong)時(shi)還存(cun)在(zai)氯化氫(qing)等高(gao)腐蝕性(xing)介質。
苯(ben)常溫下為(wei)高(gao)度易(yi)(yi)燃、有(you)香味、易(yi)(yi)揮發、無色的(de)(de)(de)透明(ming)液體，其密(mi)度小于水(shui)，為(wei)一種(zhong)有(you)機化合物，也(ye)是(shi)組成結構最簡單的(de)(de)(de)芳香烴。苯(ben)有(you)高(gao)的(de)(de)(de)毒(du)性(xing)，也(ye)是(shi)一種(zhong)致癌(ai)物質(zhi)。它(ta)難(nan)溶(rong)于水(shui)，易(yi)(yi)溶(rong)于有(you)機溶(rong)劑，本身也(ye)可作為(wei)有(you)機溶(rong)劑。白血病患者中，有(you)很大一部分有(you)苯(ben)及其有(you)機制品接(jie)觸歷(li)史。在GB5044標準(zhun)中，苯(ben)被(bei)歸(gui)為(wei)極(ji)度危害介(jie)質(zhi)。
空氣、苯(ben)乙烯的蒸氣與空氣可形成爆炸性(xing)混合物(wu)，遇(yu)明火(huo)、高熱(re)或與氧化劑(ji)接觸(chu)，有引起燃燒(shao)爆炸的危險。遇(yu)酸(suan)性(xing)催化劑(ji)如路易(yi)斯催化劑(ji)、齊格勒催化劑(ji)、硫酸(suan)、氯化鐵、氯化鋁等都能產生猛烈聚合，放出大量(liang)熱(re)量(liang)。
四、苯乙烯裝置(zhi)的(de)配管設(she)計
主要是對塔、換熱器、罐(guan)、泵(beng)等設(she)備的配管(guan)設(she)計(ji)。
