一(yi)、裝置簡介

  苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)是(shi)石化(hua)行業(ye)的(de)(de)重要基礎(chu)原(yuan)(yuan)料(liao)。苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)主(zhu)要用于生(sheng)產苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)系列樹脂(zhi)及丁苯(ben)(ben)(ben)橡膠，也是(shi)生(sheng)產離子交換樹脂(zhi)及醫藥(yao)品的(de)(de)原(yuan)(yuan)料(liao)之一。此外(wai)，苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)還可用于制藥(yao)、染料(liao)、農藥(yao)以及選礦等(deng)行業(ye)。苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)有多種生(sheng)產方(fang)法(fa)(fa)(fa)，如乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)脫(tuo)(tuo)氫法(fa)(fa)(fa)、苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)酮還原(yuan)(yuan)脫(tuo)(tuo)水法(fa)(fa)(fa)、裂(lie)解(jie)汽油(you)中萃取劑提取苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)法(fa)(fa)(fa)等(deng)。目前主(zhu)流的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)生(sheng)產方(fang)法(fa)(fa)(fa)為乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)脫(tuo)(tuo)氫法(fa)(fa)(fa)。

二、典型乙苯脫氫制(zhi)苯乙烯裝(zhuang)置的工藝及特點

  典型(xing)乙(yi)苯(ben)脫氫(qing)制苯(ben)乙(yi)烯(xi)裝置(zhi)分為乙(yi)苯(ben)單元(yuan)(yuan)和苯(ben)乙(yi)烯(xi)單元(yuan)(yuan)兩部分。

1. 乙苯單元 

   目前，世(shi)界上90％的乙苯都是由苯和(he)乙烯通過烷(wan)基(ji)(ji)化獲得。乙苯單元(yuan)含有三(san)個系統(tong)：烷(wan)基(ji)(ji)化、烷(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)移和(he)精(jing)餾。典型的烷(wan)基(ji)(ji)化反應(ying)和(he)烷(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)移反應(ying)制乙苯流程如圖2.20和(he)圖2.21所示。

   在(zai)液相烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)，原料乙(yi)烯(xi)(xi)、苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以液態形式進(jin)入烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器，在(zai)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)過量(liang)的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下乙(yi)烯(xi)(xi)近乎完(wan)全轉(zhuan)化(hua)，反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)主要生(sheng)成(cheng)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)少(shao)部分(fen)會進(jin)一步同乙(yi)烯(xi)(xi)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)生(sheng)成(cheng)多(duo)(duo)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)(duo)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)主要由二乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)三乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)組成(cheng)。在(zai)精(jing)餾系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)，未反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)、多(duo)(duo)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以及重組分(fen)從(cong)烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)和(he)烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)移反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)產(chan)(chan)物中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)離并獲得產(chan)(chan)品乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。二乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)三乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)可以在(zai)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)精(jing)餾系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)回(hui)(hui)收并通過和(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)進(jin)行烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)移反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)重新(xin)生(sheng)成(cheng)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)(duo)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)回(hui)(hui)收系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)主要設(she)備是多(duo)(duo)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)，多(duo)(duo)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)在(zai)真空下操作。烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)和(he)烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)移反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)是在(zai)兩(liang)個獨立的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器中(zhong)(zhong)進(jin)行并采用不(bu)同的(de)(de)(de)催化(hua)劑。在(zai)烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)中(zhong)(zhong)生(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)四(si)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)量(liang)比較少(shao)，和(he)其他(ta)不(bu)能回(hui)(hui)收的(de)(de)(de)重組分(fen)一起(qi)排至乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)渣油(you)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)。除(chu)主反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)外，該部分(fen)還含(han)有催化(hua)劑配置系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)烴化(hua)液、催化(hua)劑分(fen)離系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)等輔助系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)。精(jing)餾系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)作用是回(hui)(hui)收未反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)，精(jing)制(zhi)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)產(chan)(chan)品，從(cong)殘油(you)中(zhong)(zhong)回(hui)(hui)收可循環的(de)(de)(de)重質烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)化(hua)物（PEB），從(cong)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)除(chu)去水和(he)輕組分(fen)，分(fen)離從(cong)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)單元來的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)副(fu)產(chan)(chan)品。

2. 苯乙(yi)烯單(dan)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)(ge)反應(ying)(ying)器(qi)設計相(xiang)似，但是第二反應(ying)(ying)器(qi)裝有更多的(de)催化劑，并且在更高的(de)真(zhen)空度(du)下操作(zuo)，這(zhe)樣能(neng)夠在整個(ge)(ge)催化劑的(de)使用(yong)(yong)周(zhou)期(qi)中提高對苯(ben)(ben)乙(yi)烯的(de)選擇性。精(jing)餾(liu)系(xi)統(tong)(tong)包(bao)括三個(ge)(ge)串(chuan)聯的(de)精(jing)餾(liu)塔(ta)：苯(ben)(ben)／甲(jia)苯(ben)(ben)塔(ta)、乙(yi)苯(ben)(ben)回收塔(ta)和苯(ben)(ben)乙(yi)烯塔(ta)。這(zhe)三個(ge)(ge)塔(ta)全是真(zhen)空設備，它們的(de)主(zhu)要作(zuo)用(yong)(yong)是保持正(zheng)常(chang)操作(zuo)下精(jing)餾(liu)塔(ta)系(xi)統(tong)(tong)的(de)真(zhen)空度(du)。

三(san)、介質特點(dian)

  乙苯脫(tuo)氫制苯乙烯裝置最典型的(de)介質特點是超高溫、真(zhen)空，同時系統中(zhong)大量存(cun)在苯等極度危害介質，同時還存(cun)在氯化氫等高腐(fu)蝕性介質。

  苯(ben)常溫(wen)下為高度(du)易燃、有(you)(you)(you)香味、易揮發、無(wu)色的(de)透明液(ye)體，其密度(du)小于(yu)水，為一(yi)種(zhong)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)化合(he)物，也是組成結構(gou)最簡單的(de)芳香烴。苯(ben)有(you)(you)(you)高的(de)毒性，也是一(yi)種(zhong)致癌(ai)物質(zhi)。它難溶于(yu)水，易溶于(yu)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)溶劑(ji)(ji)，本身(shen)也可作為有(you)(you)(you)機(ji)(ji)溶劑(ji)(ji)。白血病患者中，有(you)(you)(you)很(hen)大一(yi)部(bu)分有(you)(you)(you)苯(ben)及其有(you)(you)(you)機(ji)(ji)制品接(jie)觸(chu)歷史。在GB5044標準中，苯(ben)被歸(gui)為極度(du)危害介質(zhi)。

  空(kong)氣(qi)、苯(ben)乙烯的蒸氣(qi)與空(kong)氣(qi)可形(xing)成爆(bao)炸性(xing)混合物，遇明火、高熱(re)或與氧化劑(ji)接觸，有引(yin)起燃燒爆(bao)炸的危險。遇酸性(xing)催(cui)化劑(ji)如路易(yi)斯(si)催(cui)化劑(ji)、齊格勒催(cui)化劑(ji)、硫酸、氯化鐵、氯化鋁等都能產(chan)生(sheng)猛(meng)烈聚(ju)合，放出大量熱(re)量。

四、苯(ben)乙(yi)烯(xi)裝置的(de)配(pei)管設計(ji)

  主要(yao)是對(dui)塔、換(huan)熱器、罐(guan)、泵等設(she)備的配管設(she)計。