一、裝置(zhi)簡介

  苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)是石化行(xing)業的重(zhong)要(yao)基(ji)礎原(yuan)料。苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)主(zhu)(zhu)要(yao)用(yong)于生產苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)系列樹(shu)脂及(ji)丁苯(ben)(ben)橡膠，也是生產離(li)子交換(huan)樹(shu)脂及(ji)醫藥品的原(yuan)料之一。此外(wai)，苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)還(huan)可用(yong)于制藥、染料、農藥以及(ji)選(xuan)礦等(deng)行(xing)業。苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)有多種生產方(fang)法(fa)(fa)(fa)，如(ru)乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)脫(tuo)(tuo)氫(qing)法(fa)(fa)(fa)、苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)酮還(huan)原(yuan)脫(tuo)(tuo)水法(fa)(fa)(fa)、裂(lie)解汽油中萃(cui)取(qu)(qu)劑提取(qu)(qu)苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)法(fa)(fa)(fa)等(deng)。目前(qian)主(zhu)(zhu)流的苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)生產方(fang)法(fa)(fa)(fa)為乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)脫(tuo)(tuo)氫(qing)法(fa)(fa)(fa)。

二(er)、典型乙苯脫(tuo)氫(qing)制苯乙烯裝置的工藝及特點

  典型乙苯脫氫制苯乙烯裝置(zhi)分(fen)為乙苯單元和苯乙烯單元兩部分(fen)。

1. 乙(yi)苯單元(yuan) 

   目前，世界上90％的(de)乙(yi)苯(ben)都是由苯(ben)和乙(yi)烯通(tong)過烷(wan)基(ji)化(hua)獲得。乙(yi)苯(ben)單元(yuan)含有(you)三個系統：烷(wan)基(ji)化(hua)、烷(wan)基(ji)轉移(yi)和精餾。典型的(de)烷(wan)基(ji)化(hua)反應和烷(wan)基(ji)轉移(yi)反應制乙(yi)苯(ben)流程如圖2.20和圖2.21所(suo)示(shi)。

   在(zai)液(ye)(ye)相烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)，原料乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)、苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)液(ye)(ye)態形式進(jin)(jin)入烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)，在(zai)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)過量(liang)的(de)(de)(de)情況下乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)近乎完全轉化(hua)，反(fan)應(ying)(ying)(ying)主(zhu)(zhu)要生成(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)(de)(de)少(shao)(shao)部分(fen)會(hui)進(jin)(jin)一步同乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)反(fan)應(ying)(ying)(ying)生成(cheng)多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)主(zhu)(zhu)要由(you)二(er)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)組成(cheng)。在(zai)精(jing)餾(liu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)，未反(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)、多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)及重(zhong)(zhong)組分(fen)從(cong)(cong)烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)和(he)(he)烷(wan)基(ji)(ji)轉移(yi)反(fan)應(ying)(ying)(ying)產(chan)物(wu)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)離(li)(li)并(bing)(bing)獲(huo)得產(chan)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)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)可(ke)以(yi)在(zai)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)精(jing)餾(liu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)回收(shou)(shou)并(bing)(bing)通過和(he)(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)進(jin)(jin)行(xing)烷(wan)基(ji)(ji)轉移(yi)反(fan)應(ying)(ying)(ying)重(zhong)(zhong)新生成(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)回收(shou)(shou)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要設備是(shi)多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)，多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)在(zai)真空下操作。烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)(ying)和(he)(he)烷(wan)基(ji)(ji)轉移(yi)反(fan)應(ying)(ying)(ying)是(shi)在(zai)兩個獨立的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)中(zhong)(zhong)進(jin)(jin)行(xing)并(bing)(bing)采用(yong)不(bu)同的(de)(de)(de)催化(hua)劑(ji)(ji)。在(zai)烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)(ying)中(zhong)(zhong)生成(cheng)的(de)(de)(de)四(si)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)量(liang)比較少(shao)(shao)，和(he)(he)其他(ta)不(bu)能(neng)回收(shou)(shou)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)組分(fen)一起排至乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)渣油(you)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)。除主(zhu)(zhu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)外，該部分(fen)還含(han)有催化(hua)劑(ji)(ji)配置系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)和(he)(he)烴(jing)化(hua)液(ye)(ye)、催化(hua)劑(ji)(ji)分(fen)離(li)(li)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)等輔助系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)。精(jing)餾(liu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)作用(yong)是(shi)回收(shou)(shou)未反(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)，精(jing)制乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)產(chan)品(pin)，從(cong)(cong)殘油(you)中(zhong)(zhong)回收(shou)(shou)可(ke)循環的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)質烷(wan)基(ji)(ji)化(hua)物(wu)（PEB），從(cong)(cong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)除去水和(he)(he)輕組分(fen)，分(fen)離(li)(li)從(cong)(cong)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯(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)品(pin)。

2. 苯(ben)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(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)反應器設(she)計相似，但是(shi)第二反應器裝有更多的(de)催化(hua)劑，并且在更高(gao)的(de)真(zhen)(zhen)空度(du)下(xia)操作(zuo)，這(zhe)(zhe)樣能夠在整個(ge)催化(hua)劑的(de)使用(yong)周期中提高(gao)對苯乙(yi)(yi)(yi)烯(xi)的(de)選(xuan)擇性。精餾系統(tong)包(bao)括(kuo)三個(ge)串聯的(de)精餾塔：苯／甲苯塔、乙(yi)(yi)(yi)苯回收塔和苯乙(yi)(yi)(yi)烯(xi)塔。這(zhe)(zhe)三個(ge)塔全是(shi)真(zhen)(zhen)空設(she)備，它們的(de)主要作(zuo)用(yong)是(shi)保持(chi)正常操作(zuo)下(xia)精餾塔系統(tong)的(de)真(zhen)(zhen)空度(du)。

三、介質特點

  乙苯(ben)脫氫制苯(ben)乙烯(xi)裝置(zhi)最典型的介質特點是超高(gao)溫、真(zhen)空，同(tong)時系(xi)統(tong)中大(da)量存在(zai)苯(ben)等極度危害介質，同(tong)時還存在(zai)氯化氫等高(gao)腐(fu)蝕性介質。

  苯(ben)(ben)常溫下為高度易燃(ran)、有(you)(you)香味、易揮發(fa)、無色(se)的透(tou)明液體，其密度小于(yu)水，為一(yi)(yi)種有(you)(you)機(ji)(ji)化合物，也是(shi)組成結構(gou)最簡單的芳(fang)香烴(jing)。苯(ben)(ben)有(you)(you)高的毒性，也是(shi)一(yi)(yi)種致癌物質。它難溶于(yu)水，易溶于(yu)有(you)(you)機(ji)(ji)溶劑，本身也可作為有(you)(you)機(ji)(ji)溶劑。白血病患者中，有(you)(you)很大一(yi)(yi)部分(fen)有(you)(you)苯(ben)(ben)及其有(you)(you)機(ji)(ji)制品(pin)接觸歷史(shi)。在GB5044標(biao)準中，苯(ben)(ben)被歸(gui)為極度危害(hai)介(jie)質。

  空(kong)氣、苯乙烯的蒸(zheng)氣與空(kong)氣可形成(cheng)爆炸(zha)性(xing)混合(he)物，遇明火、高熱或與氧(yang)化(hua)劑接觸，有引起燃燒爆炸(zha)的危險。遇酸(suan)性(xing)催化(hua)劑如路易斯催化(hua)劑、齊格(ge)勒催化(hua)劑、硫(liu)酸(suan)、氯(lv)化(hua)鐵(tie)、氯(lv)化(hua)鋁等(deng)都能產(chan)生猛烈(lie)聚合(he)，放出大量(liang)熱量(liang)。

四、苯乙烯裝置(zhi)的配管(guan)設計

  主要是對塔、換熱器、罐、泵等(deng)設備(bei)的配管設計。