一、裝置簡介(jie)

  苯(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)是石化行業(ye)的(de)重要基礎原(yuan)(yuan)料(liao)。苯(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)主要用(yong)于生(sheng)產(chan)苯(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)系列樹(shu)脂(zhi)及(ji)(ji)丁(ding)苯(ben)(ben)橡膠(jiao)，也是生(sheng)產(chan)離子交換樹(shu)脂(zhi)及(ji)(ji)醫藥(yao)(yao)品(pin)的(de)原(yuan)(yuan)料(liao)之一。此外，苯(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)還可用(yong)于制藥(yao)(yao)、染料(liao)、農(nong)藥(yao)(yao)以(yi)及(ji)(ji)選礦等行業(ye)。苯(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)有多種生(sheng)產(chan)方(fang)法(fa)(fa)，如乙(yi)苯(ben)(ben)脫氫法(fa)(fa)、苯(ben)(ben)乙(yi)酮還原(yuan)(yuan)脫水法(fa)(fa)、裂解汽(qi)油(you)中萃取劑提(ti)取苯(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)法(fa)(fa)等。目前主流的(de)苯(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)生(sheng)產(chan)方(fang)法(fa)(fa)為乙(yi)苯(ben)(ben)脫氫法(fa)(fa)。

二、典型乙(yi)苯(ben)脫氫制苯(ben)乙(yi)烯裝置的工藝(yi)及特點

  典(dian)型乙苯(ben)(ben)脫氫制苯(ben)(ben)乙烯裝置分為乙苯(ben)(ben)單元和苯(ben)(ben)乙烯單元兩部分。

1. 乙苯(ben)單元 

   目前，世(shi)界上90％的(de)乙苯(ben)都是由苯(ben)和乙烯通過烷(wan)基(ji)化獲得。乙苯(ben)單元(yuan)含有三(san)個(ge)系統：烷(wan)基(ji)化、烷(wan)基(ji)轉(zhuan)(zhuan)移和精餾。典型的(de)烷(wan)基(ji)化反應和烷(wan)基(ji)轉(zhuan)(zhuan)移反應制乙苯(ben)流程如圖(tu)2.20和圖(tu)2.21所示(shi)。

   在(zai)液(ye)相(xiang)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)，原料(liao)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯、苯(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)液(ye)態形式進(jin)入烷(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器，在(zai)苯(ben)(ben)(ben)(ben)過(guo)(guo)量的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯近乎(hu)完全轉(zhuan)化(hua)，反(fan)(fan)應(ying)(ying)主(zhu)要生成乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)少部分(fen)會進(jin)一步同乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯反(fan)(fan)應(ying)(ying)生成多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)主(zhu)要由二(er)(er)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)和三(san)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)組(zu)(zu)成。在(zai)精(jing)餾系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)，未反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)、多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)及(ji)重(zhong)組(zu)(zu)分(fen)從(cong)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)和烷(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)移(yi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)產物中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)分(fen)離并(bing)獲得(de)產品乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。二(er)(er)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)和三(san)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)可以(yi)在(zai)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)精(jing)餾系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)回(hui)收(shou)并(bing)通(tong)過(guo)(guo)和苯(ben)(ben)(ben)(ben)進(jin)行(xing)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)移(yi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)重(zhong)新生成乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)回(hui)收(shou)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要設備(bei)是(shi)多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)，多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)塔(ta)在(zai)真空下操作(zuo)。烷(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)和烷(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)移(yi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)是(shi)在(zai)兩(liang)個獨立的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器中(zhong)(zhong)(zhong)進(jin)行(xing)并(bing)采(cai)用(yong)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)催(cui)化(hua)劑(ji)。在(zai)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)中(zhong)(zhong)(zhong)生成的(de)(de)(de)(de)四乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)量比較少，和其他(ta)不(bu)能回(hui)收(shou)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)組(zu)(zu)分(fen)一起(qi)排至乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)渣油系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。除(chu)主(zhu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)外，該部分(fen)還(huan)含(han)有催(cui)化(hua)劑(ji)配(pei)置系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)和烴化(hua)液(ye)、催(cui)化(hua)劑(ji)分(fen)離系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)等(deng)輔助系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。精(jing)餾系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)是(shi)回(hui)收(shou)未反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)，精(jing)制乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)產品，從(cong)殘油中(zhong)(zhong)(zhong)回(hui)收(shou)可循(xun)環的(de)(de)(de)(de)重(zhong)質烷(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)物（PEB），從(cong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)除(chu)去水和輕組(zu)(zu)分(fen)，分(fen)離從(cong)苯(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯單元來的(de)(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)(ben)(ben)副產品。

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(ge)反應器設計相似，但是(shi)第二反應器裝有更(geng)多的(de)(de)(de)催(cui)(cui)化劑，并且在更(geng)高的(de)(de)(de)真空度下操作，這(zhe)樣能夠在整個(ge)催(cui)(cui)化劑的(de)(de)(de)使用周(zhou)期中提高對苯(ben)乙烯的(de)(de)(de)選擇性。精餾(liu)系統(tong)包括三個(ge)串聯的(de)(de)(de)精餾(liu)塔：苯(ben)／甲(jia)苯(ben)塔、乙苯(ben)回收塔和苯(ben)乙烯塔。這(zhe)三個(ge)塔全(quan)是(shi)真空設備，它(ta)們(men)的(de)(de)(de)主要作用是(shi)保(bao)持正常操作下精餾(liu)塔系統(tong)的(de)(de)(de)真空度。

三、介質特點

  乙(yi)(yi)苯脫氫(qing)制苯乙(yi)(yi)烯裝(zhuang)置最(zui)典型的介(jie)(jie)質特(te)點是超高溫、真(zhen)空，同(tong)(tong)時系統中(zhong)大量存在苯等(deng)(deng)極(ji)度危害介(jie)(jie)質，同(tong)(tong)時還(huan)存在氯化(hua)氫(qing)等(deng)(deng)高腐蝕性介(jie)(jie)質。

  苯常溫下為(wei)高度易(yi)燃、有(you)香味、易(yi)揮發、無色(se)的透明液體，其密度小于水(shui)，為(wei)一(yi)種有(you)機化合物(wu)，也是組(zu)成結構最(zui)簡單(dan)的芳香烴。苯有(you)高的毒性，也是一(yi)種致癌(ai)物(wu)質。它(ta)難溶于水(shui)，易(yi)溶于有(you)機溶劑，本身也可作(zuo)為(wei)有(you)機溶劑。白血病患者中，有(you)很大一(yi)部分有(you)苯及其有(you)機制品接(jie)觸(chu)歷史。在GB5044標準中，苯被歸為(wei)極度危(wei)害介質。

  空氣、苯乙烯的(de)蒸氣與空氣可形成爆炸性混(hun)合物，遇(yu)明(ming)火、高(gao)熱(re)或與氧化(hua)(hua)劑接觸，有引(yin)起(qi)燃燒爆炸的(de)危險。遇(yu)酸(suan)性催(cui)化(hua)(hua)劑如路易斯催(cui)化(hua)(hua)劑、齊格勒催(cui)化(hua)(hua)劑、硫(liu)酸(suan)、氯化(hua)(hua)鐵、氯化(hua)(hua)鋁等都能產生猛烈聚(ju)合，放出大量(liang)熱(re)量(liang)。

四、苯乙烯裝置的(de)配(pei)管設計

  主要是(shi)對(dui)塔、換熱器、罐、泵等設(she)備的配管設(she)計。