一、裝置簡介

  苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)是石化(hua)行業(ye)的重要基礎原料(liao)。苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)主(zhu)要用于(yu)生產苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)系列樹脂(zhi)(zhi)及(ji)丁苯(ben)(ben)橡膠(jiao)，也是生產離(li)子交換樹脂(zhi)(zhi)及(ji)醫藥(yao)品的原料(liao)之(zhi)一。此外，苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)還可用于(yu)制藥(yao)、染料(liao)、農(nong)藥(yao)以(yi)及(ji)選(xuan)礦等行業(ye)。苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)有多種生產方法，如(ru)乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)脫(tuo)氫法、苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)酮還原脫(tuo)水法、裂解汽油(you)中萃取(qu)劑提取(qu)苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)法等。目(mu)前主(zhu)流的苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)生產方法為乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)脫(tuo)氫法。

二、典型乙苯脫氫制苯乙烯裝(zhuang)置的工藝及特點

  典型乙苯(ben)脫氫制苯(ben)乙烯(xi)裝置分為(wei)乙苯(ben)單(dan)元(yuan)和苯(ben)乙烯(xi)單(dan)元(yuan)兩部分。

1. 乙苯單元(yuan) 

   目前(qian)，世界上90％的(de)(de)乙苯(ben)(ben)都是(shi)由(you)苯(ben)(ben)和(he)乙烯通過(guo)烷(wan)(wan)基(ji)化獲得。乙苯(ben)(ben)單元含有三個系(xi)統：烷(wan)(wan)基(ji)化、烷(wan)(wan)基(ji)轉移(yi)和(he)精餾。典型(xing)的(de)(de)烷(wan)(wan)基(ji)化反(fan)應和(he)烷(wan)(wan)基(ji)轉移(yi)反(fan)應制乙苯(ben)(ben)流程(cheng)如(ru)圖(tu)2.20和(he)圖(tu)2.21所示。

   在(zai)(zai)液相烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)，原料乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)、苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)(yi)(yi)液態(tai)形式進(jin)入烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器，在(zai)(zai)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)過量的(de)(de)情況下(xia)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)近乎完(wan)全(quan)轉化(hua)(hua)，反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)主(zhu)要(yao)生(sheng)(sheng)成乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)中(zhong)的(de)(de)少(shao)部分(fen)會進(jin)一(yi)步同乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)生(sheng)(sheng)成多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)主(zhu)要(yao)由(you)二(er)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)組成。在(zai)(zai)精(jing)(jing)餾系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)，未(wei)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)、多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)(yi)(yi)及重組分(fen)從(cong)烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)(hua)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)烷(wan)(wan)基(ji)轉移反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)產物中(zhong)的(de)(de)分(fen)離(li)(li)并(bing)獲(huo)得(de)產品(pin)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。二(er)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)可以(yi)(yi)(yi)在(zai)(zai)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)精(jing)(jing)餾系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)回(hui)收(shou)并(bing)通過和(he)(he)(he)(he)(he)(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)進(jin)行烷(wan)(wan)基(ji)轉移反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)重新生(sheng)(sheng)成乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)回(hui)收(shou)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)的(de)(de)主(zhu)要(yao)設備是(shi)(shi)多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)，多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)在(zai)(zai)真(zhen)空下(xia)操作。烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)烷(wan)(wan)基(ji)轉移反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)是(shi)(shi)在(zai)(zai)兩個獨立的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器中(zhong)進(jin)行并(bing)采(cai)用不同的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。在(zai)(zai)烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)中(zhong)生(sheng)(sheng)成的(de)(de)四乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)(de)量比較少(shao)，和(he)(he)(he)(he)(he)(he)其他不能回(hui)收(shou)的(de)(de)重組分(fen)一(yi)起排(pai)至(zhi)乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)渣(zha)油系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。除主(zhu)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)外，該部分(fen)還含有催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)配置系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)烴化(hua)(hua)液、催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)分(fen)離(li)(li)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)等(deng)輔助系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。精(jing)(jing)餾系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)作用是(shi)(shi)回(hui)收(shou)未(wei)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)，精(jing)(jing)制乙(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)產品(pin)，從(cong)殘油中(zhong)回(hui)收(shou)可循環的(de)(de)重質烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)(hua)物（PEB），從(cong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)除去(qu)水(shui)和(he)(he)(he)(he)(he)(he)輕組分(fen)，分(fen)離(li)(li)從(cong)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)單元來的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)副(fu)產品(pin)。

2. 苯(ben)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。

   兩個反(fan)應器(qi)設計相(xiang)似，但是(shi)第(di)二反(fan)應器(qi)裝有更多(duo)的(de)(de)(de)催(cui)(cui)化劑(ji)，并且在(zai)更高(gao)的(de)(de)(de)真(zhen)空度(du)下操作(zuo)，這(zhe)(zhe)樣能夠在(zai)整個催(cui)(cui)化劑(ji)的(de)(de)(de)使用周期中提高(gao)對(dui)苯乙烯的(de)(de)(de)選(xuan)擇性。精(jing)餾系統(tong)包(bao)括三個串聯的(de)(de)(de)精(jing)餾塔(ta)(ta)(ta)：苯／甲苯塔(ta)(ta)(ta)、乙苯回收(shou)塔(ta)(ta)(ta)和苯乙烯塔(ta)(ta)(ta)。這(zhe)(zhe)三個塔(ta)(ta)(ta)全(quan)是(shi)真(zhen)空設備，它們的(de)(de)(de)主要作(zuo)用是(shi)保(bao)持(chi)正常(chang)操作(zuo)下精(jing)餾塔(ta)(ta)(ta)系統(tong)的(de)(de)(de)真(zhen)空度(du)。

三、介質特點(dian)

  乙(yi)苯(ben)(ben)脫氫(qing)制(zhi)苯(ben)(ben)乙(yi)烯裝置最典型(xing)的介質特點(dian)是超高(gao)溫、真空，同時系統中大(da)量存(cun)在苯(ben)(ben)等(deng)極度危害(hai)介質，同時還存(cun)在氯化氫(qing)等(deng)高(gao)腐蝕性介質。

  苯(ben)常溫下為(wei)(wei)高(gao)度(du)易燃、有(you)香味(wei)、易揮發、無(wu)色的透明液體，其密度(du)小于(yu)水，為(wei)(wei)一(yi)種(zhong)有(you)機(ji)(ji)化合物，也是組(zu)成結(jie)構最(zui)簡單(dan)的芳香烴。苯(ben)有(you)高(gao)的毒性，也是一(yi)種(zhong)致癌物質。它難溶于(yu)水，易溶于(yu)有(you)機(ji)(ji)溶劑，本身也可作為(wei)(wei)有(you)機(ji)(ji)溶劑。白(bai)血病患者中(zhong)，有(you)很大一(yi)部分有(you)苯(ben)及其有(you)機(ji)(ji)制(zhi)品接觸(chu)歷史。在(zai)GB5044標準中(zhong)，苯(ben)被(bei)歸為(wei)(wei)極度(du)危(wei)害介質。

  空氣(qi)、苯乙(yi)烯的(de)蒸氣(qi)與空氣(qi)可形成爆炸(zha)性混合物(wu)，遇明(ming)火、高(gao)熱或與氧化(hua)(hua)劑(ji)接觸，有引起燃燒爆炸(zha)的(de)危險(xian)。遇酸(suan)性催化(hua)(hua)劑(ji)如路易斯催化(hua)(hua)劑(ji)、齊格勒催化(hua)(hua)劑(ji)、硫酸(suan)、氯化(hua)(hua)鐵、氯化(hua)(hua)鋁等都能產生(sheng)猛烈聚合，放出(chu)大量熱量。

四(si)、苯乙烯裝置的配管設計

  主要(yao)是對塔、換(huan)熱器、罐、泵等設備的配管設計。