一、裝置簡介

  苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯是(shi)石化行(xing)業的重要基礎原(yuan)料。苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯主(zhu)要用(yong)于(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯系列(lie)樹脂(zhi)(zhi)及丁(ding)苯(ben)(ben)(ben)(ben)橡膠，也是(shi)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)離子交(jiao)換樹脂(zhi)(zhi)及醫藥(yao)品(pin)的原(yuan)料之一。此(ci)外(wai)，苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯還(huan)可用(yong)于(yu)制藥(yao)、染料、農藥(yao)以及選礦等行(xing)業。苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯有(you)多種生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)方法(fa)，如(ru)乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)脫(tuo)氫法(fa)、苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)酮還(huan)原(yuan)脫(tuo)水法(fa)、裂解汽油中萃(cui)取劑提取苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯法(fa)等。目前(qian)主(zhu)流的苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)烯生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)方法(fa)為乙(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)脫(tuo)氫法(fa)。

二、典型乙苯脫氫制苯乙烯裝(zhuang)置的工藝及特(te)點(dian)

  典型乙苯(ben)脫氫制苯(ben)乙烯裝(zhuang)置分(fen)為乙苯(ben)單(dan)元(yuan)和(he)苯(ben)乙烯單(dan)元(yuan)兩(liang)部(bu)分(fen)。

1. 乙苯單元 

   目前(qian)，世界上90％的(de)乙苯都是(shi)由苯和(he)乙烯通過烷基(ji)化獲得。乙苯單元含有三個系統：烷基(ji)化、烷基(ji)轉移和(he)精餾。典型的(de)烷基(ji)化反應(ying)和(he)烷基(ji)轉移反應(ying)制乙苯流程如圖2.20和(he)圖2.21所示。

   在(zai)(zai)液相烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)系(xi)(xi)統中(zhong)，原料乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯、苯(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)液態形式進(jin)入烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器，在(zai)(zai)苯(ben)(ben)(ben)(ben)過(guo)量(liang)的(de)(de)(de)情況(kuang)下乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯近乎完全轉(zhuan)(zhuan)化(hua)(hua)，反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)主(zhu)要生成(cheng)(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)中(zhong)的(de)(de)(de)少部(bu)(bu)分(fen)(fen)會進(jin)一(yi)步同乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)生成(cheng)(cheng)多乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。多乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)主(zhu)要由二乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)組成(cheng)(cheng)。在(zai)(zai)精餾(liu)系(xi)(xi)統中(zhong)，未(wei)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)、多乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)及重組分(fen)(fen)從(cong)烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)和(he)(he)烷(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)移(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)產物(wu)(wu)中(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)離(li)并獲得產品(pin)(pin)(pin)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。二乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)可以(yi)在(zai)(zai)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)精餾(liu)系(xi)(xi)統回(hui)(hui)收(shou)并通(tong)過(guo)和(he)(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)進(jin)行烷(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)移(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)重新生成(cheng)(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。多乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)回(hui)(hui)收(shou)系(xi)(xi)統中(zhong)的(de)(de)(de)主(zhu)要設備是多乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)塔，多乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)塔在(zai)(zai)真空(kong)下操作(zuo)。烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)和(he)(he)烷(wan)基(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)移(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)是在(zai)(zai)兩個獨立的(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器中(zhong)進(jin)行并采(cai)用不同的(de)(de)(de)催化(hua)(hua)劑。在(zai)(zai)烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)中(zhong)生成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)四乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)量(liang)比較少，和(he)(he)其他不能回(hui)(hui)收(shou)的(de)(de)(de)重組分(fen)(fen)一(yi)起排(pai)至乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)渣油系(xi)(xi)統。除主(zhu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)系(xi)(xi)統外，該部(bu)(bu)分(fen)(fen)還含有催化(hua)(hua)劑配置(zhi)系(xi)(xi)統和(he)(he)烴化(hua)(hua)液、催化(hua)(hua)劑分(fen)(fen)離(li)系(xi)(xi)統等輔助系(xi)(xi)統。精餾(liu)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)作(zuo)用是回(hui)(hui)收(shou)未(wei)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)，精制(zhi)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)產品(pin)(pin)(pin)，從(cong)殘油中(zhong)回(hui)(hui)收(shou)可循環(huan)的(de)(de)(de)重質烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)(hua)物(wu)(wu)（PEB），從(cong)系(xi)(xi)統中(zhong)除去(qu)水和(he)(he)輕組分(fen)(fen)，分(fen)(fen)離(li)從(cong)苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯單元來的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)副產品(pin)(pin)(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2.22和(he)圖2.23所(suo)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)設計相似，但是第二反應器(qi)裝有更(geng)(geng)多的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)劑，并且(qie)在更(geng)(geng)高(gao)的(de)(de)(de)真(zhen)(zhen)空度下操作(zuo)，這樣(yang)能夠在整個催(cui)化(hua)劑的(de)(de)(de)使用(yong)周期中提高(gao)對苯(ben)乙烯的(de)(de)(de)選(xuan)擇性。精餾系(xi)統包括三個串聯的(de)(de)(de)精餾塔(ta)：苯(ben)／甲苯(ben)塔(ta)、乙苯(ben)回收塔(ta)和苯(ben)乙烯塔(ta)。這三個塔(ta)全是真(zhen)(zhen)空設備，它們的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)作(zuo)用(yong)是保(bao)持(chi)正(zheng)常操作(zuo)下精餾塔(ta)系(xi)統的(de)(de)(de)真(zhen)(zhen)空度。

三、介(jie)質特點

  乙(yi)(yi)苯脫氫制苯乙(yi)(yi)烯裝置最典型的介質特點(dian)是超高(gao)溫、真空，同(tong)時系統中大量存在苯等(deng)極度危(wei)害介質，同(tong)時還存在氯化氫等(deng)高(gao)腐(fu)蝕性(xing)介質。

  苯(ben)常溫下為(wei)高度易(yi)(yi)燃、有(you)香味、易(yi)(yi)揮發、無色的透明液體，其密度小于(yu)水(shui)，為(wei)一(yi)種(zhong)有(you)機(ji)化合物，也是(shi)組成結(jie)構最簡單的芳香烴。苯(ben)有(you)高的毒性，也是(shi)一(yi)種(zhong)致癌物質。它難溶(rong)于(yu)水(shui)，易(yi)(yi)溶(rong)于(yu)有(you)機(ji)溶(rong)劑，本身也可作(zuo)為(wei)有(you)機(ji)溶(rong)劑。白血病患者中，有(you)很大一(yi)部(bu)分有(you)苯(ben)及(ji)其有(you)機(ji)制品接觸(chu)歷史(shi)。在(zai)GB5044標(biao)準中，苯(ben)被歸為(wei)極度危(wei)害介(jie)質。

  空氣、苯乙烯(xi)的(de)蒸(zheng)氣與空氣可形(xing)成爆炸性(xing)混合(he)物，遇(yu)明火、高熱或與氧化(hua)劑(ji)接(jie)觸，有引起燃燒(shao)爆炸的(de)危(wei)險。遇(yu)酸性(xing)催化(hua)劑(ji)如(ru)路易斯催化(hua)劑(ji)、齊格(ge)勒催化(hua)劑(ji)、硫酸、氯化(hua)鐵、氯化(hua)鋁(lv)等都(dou)能產生(sheng)猛烈聚合(he)，放出大量(liang)熱量(liang)。

四(si)、苯乙烯裝置的配管設計(ji)

  主要是對塔、換(huan)熱器(qi)、罐、泵等設(she)備的配(pei)管設(she)計。