一(yi)、裝置簡介(jie)
苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)是(shi)石化(hua)行業的(de)(de)重(zhong)要(yao)基礎原(yuan)(yuan)料。苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)主要(yao)用于生(sheng)產(chan)(chan)苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)系列(lie)樹脂及丁苯(ben)(ben)(ben)橡膠，也是(shi)生(sheng)產(chan)(chan)離(li)子交(jiao)換樹脂及醫藥品的(de)(de)原(yuan)(yuan)料之一。此外，苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)還(huan)可用于制藥、染料、農藥以及選(xuan)礦等行業。苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)有多種生(sheng)產(chan)(chan)方法(fa)，如乙苯(ben)(ben)(ben)脫(tuo)氫(qing)法(fa)、苯(ben)(ben)(ben)乙酮還(huan)原(yuan)(yuan)脫(tuo)水法(fa)、裂解(jie)汽油中萃(cui)取(qu)劑提取(qu)苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)法(fa)等。目前(qian)主流的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)生(sheng)產(chan)(chan)方法(fa)為乙苯(ben)(ben)(ben)脫(tuo)氫(qing)法(fa)。
二、典型(xing)乙苯(ben)脫氫制苯(ben)乙烯(xi)裝置的工藝(yi)及(ji)特(te)點
典型(xing)乙(yi)苯(ben)脫(tuo)氫制苯(ben)乙(yi)烯(xi)裝置(zhi)分為乙(yi)苯(ben)單(dan)元和苯(ben)乙(yi)烯(xi)單(dan)元兩部分。
1. 乙苯單元
目前，世界上90％的(de)乙苯(ben)都是由苯(ben)和(he)乙烯通過(guo)烷基(ji)化(hua)獲得。乙苯(ben)單元含(han)有三個(ge)系統：烷基(ji)化(hua)、烷基(ji)轉(zhuan)(zhuan)移和(he)精餾。典型(xing)的(de)烷基(ji)化(hua)反(fan)應(ying)和(he)烷基(ji)轉(zhuan)(zhuan)移反(fan)應(ying)制乙苯(ben)流程如圖2.20和(he)圖2.21所示。
在(zai)(zai)液(ye)相烷基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)，原料(liao)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)、苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以液(ye)態形式(shi)進入烷基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)，在(zai)(zai)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)過量的(de)(de)情況下乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)近(jin)乎完全轉(zhuan)(zhuan)化(hua)(hua)(hua)，反(fan)應(ying)(ying)(ying)主(zhu)(zhu)要(yao)生成乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)中(zhong)的(de)(de)少部(bu)(bu)分(fen)(fen)會(hui)進一步同乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)反(fan)應(ying)(ying)(ying)生成多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)主(zhu)(zhu)要(yao)由二(er)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)組成。在(zai)(zai)精(jing)餾(liu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)，未(wei)反(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)、多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以及重(zhong)組分(fen)(fen)從烷基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)和(he)(he)烷基(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)移反(fan)應(ying)(ying)(ying)產(chan)物中(zhong)的(de)(de)分(fen)(fen)離(li)并獲得產(chan)品(pin)(pin)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。二(er)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)可(ke)以在(zai)(zai)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)精(jing)餾(liu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)回(hui)(hui)收(shou)(shou)(shou)(shou)并通過和(he)(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)進行烷基(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)移反(fan)應(ying)(ying)(ying)重(zhong)新(xin)生成乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)回(hui)(hui)收(shou)(shou)(shou)(shou)系(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)的(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)設備(bei)是多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)，多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)在(zai)(zai)真空下操作。烷基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)(ying)和(he)(he)烷基(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)移反(fan)應(ying)(ying)(ying)是在(zai)(zai)兩個獨立的(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)中(zhong)進行并采用不同的(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。在(zai)(zai)烷基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)(ying)中(zhong)生成的(de)(de)四乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)(de)量比較少，和(he)(he)其他不能回(hui)(hui)收(shou)(shou)(shou)(shou)的(de)(de)重(zhong)組分(fen)(fen)一起排(pai)至乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)渣油(you)系(xi)(xi)統(tong)(tong)。除主(zhu)(zhu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)統(tong)(tong)外，該部(bu)(bu)分(fen)(fen)還含有催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)配(pei)置系(xi)(xi)統(tong)(tong)和(he)(he)烴化(hua)(hua)(hua)液(ye)、催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)分(fen)(fen)離(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)等輔助系(xi)(xi)統(tong)(tong)。精(jing)餾(liu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)作用是回(hui)(hui)收(shou)(shou)(shou)(shou)未(wei)反(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)，精(jing)制乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)產(chan)品(pin)(pin)，從殘油(you)中(zhong)回(hui)(hui)收(shou)(shou)(shou)(shou)可(ke)循環(huan)的(de)(de)重(zhong)質烷基(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)物（PEB），從系(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)除去水(shui)和(he)(he)輕組分(fen)(fen)，分(fen)(fen)離(li)從苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)單元來的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)／甲(jia)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)副(fu)產(chan)品(pin)(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(he)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管(guan)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(liang)個(ge)(ge)反(fan)應(ying)器(qi)設計相似，但是第(di)二反(fan)應(ying)器(qi)裝有更多的(de)催(cui)化(hua)劑，并且(qie)在(zai)更高的(de)真空(kong)度(du)下操(cao)作，這樣(yang)能夠(gou)在(zai)整個(ge)(ge)催(cui)化(hua)劑的(de)使(shi)用周期中(zhong)提高對苯(ben)(ben)乙烯(xi)的(de)選擇性。精餾系統包括三(san)個(ge)(ge)串聯的(de)精餾塔(ta)：苯(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)塔(ta)、乙苯(ben)(ben)回收塔(ta)和苯(ben)(ben)乙烯(xi)塔(ta)。這三(san)個(ge)(ge)塔(ta)全是真空(kong)設備，它們的(de)主要(yao)作用是保持正(zheng)常操(cao)作下精餾塔(ta)系統的(de)真空(kong)度(du)。
三、介(jie)質特點
乙(yi)苯(ben)脫氫(qing)制(zhi)苯(ben)乙(yi)烯裝置最典型(xing)的(de)介質(zhi)特(te)點(dian)是超高溫、真(zhen)空，同(tong)時系統中(zhong)大量(liang)存(cun)在苯(ben)等(deng)極(ji)度(du)危害介質(zhi)，同(tong)時還存(cun)在氯化(hua)氫(qing)等(deng)高腐蝕性介質(zhi)。
苯(ben)常溫下為高度易(yi)燃(ran)、有(you)(you)(you)香(xiang)味、易(yi)揮發、無(wu)色的透明液體，其密度小于水，為一種有(you)(you)(you)機(ji)化(hua)合物，也是組成結構最簡單(dan)的芳(fang)香(xiang)烴。苯(ben)有(you)(you)(you)高的毒性(xing)，也是一種致癌物質。它難溶于水，易(yi)溶于有(you)(you)(you)機(ji)溶劑(ji)(ji)，本身也可作(zuo)為有(you)(you)(you)機(ji)溶劑(ji)(ji)。白(bai)血病(bing)患者中，有(you)(you)(you)很大一部(bu)分(fen)有(you)(you)(you)苯(ben)及其有(you)(you)(you)機(ji)制品(pin)接(jie)觸歷史。在GB5044標準中，苯(ben)被歸(gui)為極度危害介質。
空氣、苯乙烯的蒸(zheng)氣與空氣可形(xing)成(cheng)爆(bao)炸(zha)(zha)性(xing)混合物，遇明火、高熱或與氧(yang)化(hua)劑(ji)接觸，有引(yin)起燃(ran)燒(shao)爆(bao)炸(zha)(zha)的危險。遇酸(suan)性(xing)催化(hua)劑(ji)如(ru)路易斯(si)催化(hua)劑(ji)、齊(qi)格勒催化(hua)劑(ji)、硫(liu)酸(suan)、氯化(hua)鐵、氯化(hua)鋁等都能產(chan)生猛烈(lie)聚合，放出大(da)量(liang)熱量(liang)。
四、苯乙烯裝置的配管設(she)計
主要是(shi)對塔、換熱器、罐、泵等設(she)備的配(pei)管(guan)設(she)計。
