一、裝置簡介(jie)
苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)是石化(hua)行(xing)業(ye)的(de)重要基礎原料。苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)主要用(yong)于生(sheng)(sheng)產苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)系列樹脂及(ji)(ji)丁苯(ben)(ben)(ben)橡膠，也是生(sheng)(sheng)產離子交換(huan)樹脂及(ji)(ji)醫藥(yao)品的(de)原料之一。此外，苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)還(huan)可用(yong)于制藥(yao)、染(ran)料、農藥(yao)以及(ji)(ji)選(xuan)礦等(deng)行(xing)業(ye)。苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)有多(duo)種生(sheng)(sheng)產方法，如乙苯(ben)(ben)(ben)脫氫法、苯(ben)(ben)(ben)乙酮還(huan)原脫水法、裂(lie)解汽(qi)油中萃取(qu)劑提(ti)取(qu)苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)法等(deng)。目(mu)前主流的(de)苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)生(sheng)(sheng)產方法為乙苯(ben)(ben)(ben)脫氫法。
二(er)、典型乙(yi)苯(ben)脫氫制苯(ben)乙(yi)烯裝置的工(gong)藝及特點
典型乙(yi)苯脫(tuo)氫(qing)制(zhi)苯乙(yi)烯(xi)(xi)裝置分為乙(yi)苯單(dan)元(yuan)和(he)苯乙(yi)烯(xi)(xi)單(dan)元(yuan)兩部分。
1. 乙(yi)苯單元
目前，世(shi)界(jie)上90％的(de)乙(yi)苯都是(shi)由(you)苯和乙(yi)烯通過烷(wan)(wan)基(ji)化獲得(de)。乙(yi)苯單元含(han)有三個系(xi)統(tong)：烷(wan)(wan)基(ji)化、烷(wan)(wan)基(ji)轉移和精(jing)餾。典型的(de)烷(wan)(wan)基(ji)化反應和烷(wan)(wan)基(ji)轉移反應制乙(yi)苯流程如圖(tu)(tu)2.20和圖(tu)(tu)2.21所示(shi)。
在(zai)(zai)(zai)液(ye)相烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)系(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，原料乙(yi)烯(xi)、苯(ben)(ben)(ben)(ben)以液(ye)態形式進(jin)入烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器，在(zai)(zai)(zai)苯(ben)(ben)(ben)(ben)過量的(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)乙(yi)烯(xi)近(jin)乎完全轉化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)生(sheng)成乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)少部分(fen)會(hui)進(jin)一步同乙(yi)烯(xi)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)生(sheng)成多乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。多乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)由二乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)三乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)組(zu)成。在(zai)(zai)(zai)精餾系(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，未反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)、多乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)以及重(zhong)組(zu)分(fen)從(cong)(cong)烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)轉移(yi)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)產(chan)物中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)離(li)并(bing)(bing)獲(huo)得(de)產(chan)品乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。二乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)三乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)可以在(zai)(zai)(zai)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)精餾系(xi)統(tong)回(hui)(hui)收并(bing)(bing)通過和(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)進(jin)行(xing)(xing)烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)轉移(yi)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)重(zhong)新(xin)生(sheng)成乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。多乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)回(hui)(hui)收系(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)(yao)設備是多乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)，多乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)在(zai)(zai)(zai)真空(kong)下(xia)操(cao)作。烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)和(he)烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)轉移(yi)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)是在(zai)(zai)(zai)兩個獨(du)立的(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)進(jin)行(xing)(xing)并(bing)(bing)采用不同的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑。在(zai)(zai)(zai)烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)生(sheng)成的(de)(de)(de)四(si)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)量比較少，和(he)其他不能回(hui)(hui)收的(de)(de)(de)重(zhong)組(zu)分(fen)一起(qi)排至乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)渣油系(xi)統(tong)。除(chu)主(zhu)(zhu)(zhu)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)系(xi)統(tong)外(wai)，該部分(fen)還(huan)含(han)有催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑配置系(xi)統(tong)和(he)烴化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)液(ye)、催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑分(fen)離(li)系(xi)統(tong)等輔助系(xi)統(tong)。精餾系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)作用是回(hui)(hui)收未反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)，精制乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)產(chan)品，從(cong)(cong)殘油中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)回(hui)(hui)收可循環的(de)(de)(de)重(zhong)質烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物（PEB），從(cong)(cong)系(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)除(chu)去水和(he)輕(qing)組(zu)分(fen)，分(fen)離(li)從(cong)(cong)苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)單(dan)元來的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)副產(chan)品。
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(ge)反(fan)應器(qi)設計相似，但是第(di)二反(fan)應器(qi)裝有更多的催化劑，并且在(zai)更高的真空(kong)度(du)下操作(zuo)，這樣能夠在(zai)整個(ge)催化劑的使用周期中提(ti)高對苯(ben)乙烯的選擇(ze)性。精(jing)餾系統包括三個(ge)串聯的精(jing)餾塔：苯(ben)／甲苯(ben)塔、乙苯(ben)回(hui)收塔和苯(ben)乙烯塔。這三個(ge)塔全是真空(kong)設備，它(ta)們的主要作(zuo)用是保(bao)持正(zheng)常操作(zuo)下精(jing)餾塔系統的真空(kong)度(du)。
三、介質(zhi)特點
乙苯(ben)脫氫制(zhi)苯(ben)乙烯裝置最典型的介(jie)質特點是(shi)超(chao)高溫、真空，同時(shi)系統中大量(liang)存(cun)在(zai)苯(ben)等極度危害介(jie)質，同時(shi)還存(cun)在(zai)氯化氫等高腐(fu)蝕(shi)性介(jie)質。
苯常溫下(xia)為高度(du)易(yi)(yi)燃、有(you)香(xiang)味、易(yi)(yi)揮發、無色的(de)透(tou)明液體，其(qi)密(mi)度(du)小(xiao)于水(shui)，為一(yi)(yi)種有(you)機(ji)化合物(wu)，也是組成(cheng)結(jie)構最簡單(dan)的(de)芳(fang)香(xiang)烴。苯有(you)高的(de)毒性，也是一(yi)(yi)種致癌物(wu)質(zhi)。它難溶(rong)(rong)于水(shui)，易(yi)(yi)溶(rong)(rong)于有(you)機(ji)溶(rong)(rong)劑，本(ben)身也可作為有(you)機(ji)溶(rong)(rong)劑。白血病患者中(zhong)，有(you)很大一(yi)(yi)部分有(you)苯及其(qi)有(you)機(ji)制(zhi)品接觸歷(li)史。在GB5044標準中(zhong)，苯被歸(gui)為極度(du)危(wei)害介質(zhi)。
空(kong)氣、苯乙烯的(de)(de)蒸氣與(yu)空(kong)氣可形(xing)成爆(bao)炸(zha)性混合物，遇明火、高熱(re)或與(yu)氧化(hua)劑(ji)(ji)接觸，有引起燃燒爆(bao)炸(zha)的(de)(de)危險(xian)。遇酸(suan)性催化(hua)劑(ji)(ji)如路易斯催化(hua)劑(ji)(ji)、齊格(ge)勒催化(hua)劑(ji)(ji)、硫酸(suan)、氯化(hua)鐵、氯化(hua)鋁等都能產生猛烈聚合，放(fang)出大量熱(re)量。
四、苯乙烯裝(zhuang)置的(de)配管設計
主(zhu)要是對(dui)塔、換(huan)熱器、罐(guan)、泵等(deng)設備的配管設計。
