一(yi)、裝(zhuang)置簡介
苯(ben)(ben)乙烯是石化行業的(de)重要(yao)基礎原料(liao)。苯(ben)(ben)乙烯主要(yao)用(yong)于生產苯(ben)(ben)乙烯系列樹脂及丁苯(ben)(ben)橡(xiang)膠，也是生產離(li)子(zi)交換樹脂及醫藥(yao)(yao)品的(de)原料(liao)之一(yi)。此外，苯(ben)(ben)乙烯還(huan)可用(yong)于制藥(yao)(yao)、染(ran)料(liao)、農藥(yao)(yao)以及選礦等行業。苯(ben)(ben)乙烯有多種(zhong)生產方(fang)法(fa)，如乙苯(ben)(ben)脫(tuo)(tuo)氫(qing)法(fa)、苯(ben)(ben)乙酮還(huan)原脫(tuo)(tuo)水法(fa)、裂解(jie)汽油中萃(cui)取劑提取苯(ben)(ben)乙烯法(fa)等。目前主流的(de)苯(ben)(ben)乙烯生產方(fang)法(fa)為乙苯(ben)(ben)脫(tuo)(tuo)氫(qing)法(fa)。
二、典型乙(yi)苯脫氫(qing)制(zhi)苯乙(yi)烯裝置的工藝(yi)及特點
典(dian)型乙苯(ben)脫氫制苯(ben)乙烯裝置分為乙苯(ben)單(dan)元(yuan)和苯(ben)乙烯單(dan)元(yuan)兩部(bu)分。
1. 乙苯單元
目(mu)前(qian)，世界上90％的乙苯(ben)都(dou)是由(you)苯(ben)和乙烯通過烷(wan)基(ji)化獲得。乙苯(ben)單元含有三(san)個系(xi)統：烷(wan)基(ji)化、烷(wan)基(ji)轉(zhuan)移和精餾。典型的烷(wan)基(ji)化反應和烷(wan)基(ji)轉(zhuan)移反應制(zhi)乙苯(ben)流程如圖2.20和圖2.21所示。
在(zai)液(ye)相烷(wan)基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中，原(yuan)料乙(yi)烯(xi)、苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以液(ye)態形(xing)式進入烷(wan)基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器，在(zai)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)過(guo)量的(de)(de)(de)情況下乙(yi)烯(xi)近(jin)乎完全轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)主(zhu)(zhu)要(yao)生(sheng)成(cheng)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)中的(de)(de)(de)少(shao)部(bu)分(fen)會進一步同(tong)乙(yi)烯(xi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)生(sheng)成(cheng)多(duo)(duo)(duo)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)(duo)(duo)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)主(zhu)(zhu)要(yao)由二乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)三乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)組(zu)成(cheng)。在(zai)精(jing)餾(liu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中，未(wei)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)、多(duo)(duo)(duo)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)以及重(zhong)組(zu)分(fen)從(cong)烷(wan)基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)和(he)烷(wan)基(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)移反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)產(chan)物中的(de)(de)(de)分(fen)離(li)并獲得產(chan)品乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。二乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)和(he)三乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)可(ke)(ke)以在(zai)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)精(jing)餾(liu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)回收(shou)并通過(guo)和(he)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)進行(xing)烷(wan)基(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)移反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)重(zhong)新生(sheng)成(cheng)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)。多(duo)(duo)(duo)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)回收(shou)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)設備是多(duo)(duo)(duo)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔，多(duo)(duo)(duo)乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)塔在(zai)真空下操作。烷(wan)基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)和(he)烷(wan)基(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)移反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)是在(zai)兩個獨立的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器中進行(xing)并采用不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。在(zai)烷(wan)基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)中生(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)四乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)量比較少(shao)，和(he)其(qi)他不(bu)能(neng)回收(shou)的(de)(de)(de)重(zhong)組(zu)分(fen)一起排(pai)至乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)渣油系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。除(chu)主(zhu)(zhu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)外(wai)，該部(bu)分(fen)還含(han)有(you)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)配置系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)和(he)烴化(hua)(hua)(hua)液(ye)、催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)分(fen)離(li)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)等輔助系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。精(jing)餾(liu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)作用是回收(shou)未(wei)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)，精(jing)制乙(yi)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)產(chan)品，從(cong)殘油中回收(shou)可(ke)(ke)循環的(de)(de)(de)重(zhong)質烷(wan)基(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)物（PEB），從(cong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中除(chu)去水(shui)和(he)輕(qing)組(zu)分(fen)，分(fen)離(li)從(cong)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)單元來的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)／甲(jia)苯(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)(ben)副(fu)產(chan)品。
2. 苯乙(yi)烯單(dan)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(ru)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(lu)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)(qi)設計相似，但是(shi)第二反應器(qi)(qi)裝有更多的(de)(de)催(cui)化(hua)劑，并且在更高(gao)的(de)(de)真(zhen)空度下操作，這(zhe)樣能(neng)夠在整個催(cui)化(hua)劑的(de)(de)使用周期(qi)中提(ti)高(gao)對苯(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)的(de)(de)選擇性。精餾系統包(bao)括(kuo)三個串聯的(de)(de)精餾塔(ta)：苯(ben)／甲苯(ben)塔(ta)、乙(yi)苯(ben)回收塔(ta)和苯(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)塔(ta)。這(zhe)三個塔(ta)全(quan)是(shi)真(zhen)空設備，它們的(de)(de)主要作用是(shi)保持正常操作下精餾塔(ta)系統的(de)(de)真(zhen)空度。
三、介質特點
乙苯脫氫(qing)制苯乙烯裝置最典型的(de)介質特點是超高(gao)溫、真空，同時系統中大量存在苯等極度危害介質，同時還存在氯化氫(qing)等高(gao)腐蝕性介質。
苯(ben)(ben)常溫下(xia)為(wei)(wei)高度(du)(du)易燃、有(you)(you)香味、易揮發、無(wu)色的透明液體(ti)，其(qi)密度(du)(du)小于水，為(wei)(wei)一(yi)種(zhong)有(you)(you)機化合物，也是(shi)組成結構最(zui)簡單的芳香烴。苯(ben)(ben)有(you)(you)高的毒性，也是(shi)一(yi)種(zhong)致癌物質。它(ta)難溶于水，易溶于有(you)(you)機溶劑(ji)，本(ben)身(shen)也可作為(wei)(wei)有(you)(you)機溶劑(ji)。白血病患者中(zhong)，有(you)(you)很大(da)一(yi)部分有(you)(you)苯(ben)(ben)及其(qi)有(you)(you)機制品接觸歷史。在GB5044標準(zhun)中(zhong)，苯(ben)(ben)被歸為(wei)(wei)極度(du)(du)危害介質。
空氣、苯(ben)乙烯的(de)(de)蒸氣與(yu)空氣可形成爆(bao)(bao)炸(zha)性混合物，遇明火(huo)、高熱或與(yu)氧化(hua)(hua)劑(ji)(ji)接(jie)觸，有引起燃燒爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)危險。遇酸性催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)如路易斯(si)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)、齊格(ge)勒催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)、硫酸、氯化(hua)(hua)鐵、氯化(hua)(hua)鋁(lv)等(deng)都能產生猛烈聚合，放出大量(liang)熱量(liang)。
四、苯(ben)乙烯裝置的配(pei)管(guan)設計
主要是對塔、換熱器、罐、泵(beng)等設備的配管設計。
