一、裝置簡介(jie)
苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)是石化(hua)行業的重要(yao)基礎原料。苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)主要(yao)用(yong)于(yu)生(sheng)(sheng)產(chan)苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)系列樹(shu)脂及丁苯(ben)(ben)(ben)橡膠，也是生(sheng)(sheng)產(chan)離(li)子交換樹(shu)脂及醫藥(yao)品的原料之一(yi)。此外，苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)還可(ke)用(yong)于(yu)制藥(yao)、染料、農藥(yao)以及選(xuan)礦(kuang)等行業。苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)有多種生(sheng)(sheng)產(chan)方(fang)法，如(ru)乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)脫氫(qing)法、苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)酮(tong)還原脫水法、裂解汽油中萃取劑提取苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)法等。目前主流的苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)生(sheng)(sheng)產(chan)方(fang)法為乙(yi)(yi)苯(ben)(ben)(ben)脫氫(qing)法。
二(er)、典型乙苯(ben)脫氫制苯(ben)乙烯裝(zhuang)置的工藝及特點(dian)
典型乙(yi)(yi)苯脫氫制苯乙(yi)(yi)烯裝置分(fen)為乙(yi)(yi)苯單(dan)元和(he)苯乙(yi)(yi)烯單(dan)元兩部分(fen)。
1. 乙苯(ben)單元
目前，世界(jie)上90％的乙(yi)(yi)苯都(dou)是由苯和(he)乙(yi)(yi)烯通(tong)過烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化獲得。乙(yi)(yi)苯單(dan)元含有三(san)個(ge)系統：烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化、烷(wan)(wan)基(ji)(ji)轉移(yi)和(he)精(jing)餾。典(dian)型的烷(wan)(wan)基(ji)(ji)化反應和(he)烷(wan)(wan)基(ji)(ji)轉移(yi)反應制乙(yi)(yi)苯流程如圖(tu)2.20和(he)圖(tu)2.21所示。
在(zai)(zai)液相烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)，原料乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯、苯(ben)(ben)以液態形式進入(ru)烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)器，在(zai)(zai)苯(ben)(ben)過量的(de)(de)(de)情(qing)況下乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯近乎完全(quan)轉(zhuan)化(hua)，反(fan)應(ying)(ying)主(zhu)(zhu)要生(sheng)成(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)。乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)少部分(fen)(fen)(fen)(fen)會進一步(bu)同乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)成(cheng)多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)。多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)主(zhu)(zhu)要由二乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)和(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)組成(cheng)。在(zai)(zai)精餾系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)，未反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)、多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)以及重組分(fen)(fen)(fen)(fen)從(cong)(cong)烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)和(he)烷(wan)(wan)基(ji)轉(zhuan)移(yi)(yi)反(fan)應(ying)(ying)產(chan)物中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)離并(bing)獲得產(chan)品乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)。二乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)和(he)三乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)可以在(zai)(zai)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)精餾系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)回(hui)收(shou)(shou)并(bing)通(tong)過和(he)苯(ben)(ben)進行(xing)烷(wan)(wan)基(ji)轉(zhuan)移(yi)(yi)反(fan)應(ying)(ying)重新(xin)生(sheng)成(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)。多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)回(hui)收(shou)(shou)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要設備是多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)塔(ta)，多(duo)(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)塔(ta)在(zai)(zai)真(zhen)空(kong)下操作。烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)和(he)烷(wan)(wan)基(ji)轉(zhuan)移(yi)(yi)反(fan)應(ying)(ying)是在(zai)(zai)兩個獨立的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)器中(zhong)(zhong)(zhong)進行(xing)并(bing)采(cai)用不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)催化(hua)劑。在(zai)(zai)烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)中(zhong)(zhong)(zhong)生(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)四乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)的(de)(de)(de)量比較少，和(he)其他不(bu)(bu)能回(hui)收(shou)(shou)的(de)(de)(de)重組分(fen)(fen)(fen)(fen)一起排(pai)至乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)渣(zha)油(you)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)。除主(zhu)(zhu)反(fan)應(ying)(ying)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)外(wai)，該(gai)部分(fen)(fen)(fen)(fen)還含有催化(hua)劑配(pei)置系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)烴化(hua)液、催化(hua)劑分(fen)(fen)(fen)(fen)離系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)等(deng)輔助系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)。精餾系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)作用是回(hui)收(shou)(shou)未反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)，精制乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)苯(ben)(ben)產(chan)品，從(cong)(cong)殘油(you)中(zhong)(zhong)(zhong)回(hui)收(shou)(shou)可循環的(de)(de)(de)重質(zhi)烷(wan)(wan)基(ji)化(hua)物（PEB），從(cong)(cong)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)除去水和(he)輕組分(fen)(fen)(fen)(fen)，分(fen)(fen)(fen)(fen)離從(cong)(cong)苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯單(dan)元來的(de)(de)(de)苯(ben)(ben)／甲苯(ben)(ben)副產(chan)品。
2. 苯乙烯(xi)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(ge)反(fan)應器設計(ji)相(xiang)似，但是第二反(fan)應器裝有更(geng)多(duo)的(de)催化劑(ji)(ji)，并(bing)且在更(geng)高(gao)的(de)真(zhen)空度(du)下操作(zuo)，這樣(yang)能夠在整個(ge)催化劑(ji)(ji)的(de)使(shi)用(yong)周期中(zhong)提(ti)高(gao)對苯(ben)乙烯的(de)選擇性(xing)。精(jing)(jing)(jing)餾(liu)系統包括(kuo)三個(ge)串聯(lian)的(de)精(jing)(jing)(jing)餾(liu)塔(ta)(ta)(ta)：苯(ben)／甲苯(ben)塔(ta)(ta)(ta)、乙苯(ben)回(hui)收塔(ta)(ta)(ta)和苯(ben)乙烯塔(ta)(ta)(ta)。這三個(ge)塔(ta)(ta)(ta)全是真(zhen)空設備(bei)，它們的(de)主要作(zuo)用(yong)是保持正常操作(zuo)下精(jing)(jing)(jing)餾(liu)塔(ta)(ta)(ta)系統的(de)真(zhen)空度(du)。
三(san)、介質特點
乙苯脫氫制苯乙烯裝置最典型的介質特(te)點是超(chao)高(gao)溫、真(zhen)空(kong)，同時(shi)系統中大量存在苯等極度危害介質，同時(shi)還存在氯化氫等高(gao)腐蝕(shi)性介質。
苯(ben)常溫(wen)下為(wei)(wei)高度(du)易(yi)(yi)燃、有香味、易(yi)(yi)揮發(fa)、無色的透明液(ye)體，其(qi)密度(du)小于水(shui)，為(wei)(wei)一(yi)種(zhong)(zhong)有機(ji)化合(he)物，也是(shi)組(zu)成(cheng)結構最簡單的芳香烴。苯(ben)有高的毒性，也是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)致癌物質(zhi)。它難溶于水(shui)，易(yi)(yi)溶于有機(ji)溶劑，本身也可(ke)作為(wei)(wei)有機(ji)溶劑。白血(xue)病患(huan)者中(zhong)，有很大一(yi)部分有苯(ben)及其(qi)有機(ji)制品接(jie)觸歷史。在GB5044標(biao)準中(zhong)，苯(ben)被歸為(wei)(wei)極度(du)危害(hai)介質(zhi)。
空氣、苯乙烯(xi)的蒸(zheng)氣與(yu)空氣可形(xing)成爆炸性(xing)混合物，遇(yu)明火、高熱或(huo)與(yu)氧(yang)化(hua)劑(ji)(ji)接觸(chu)，有(you)引起(qi)燃燒爆炸的危險。遇(yu)酸性(xing)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)如(ru)路(lu)易斯催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)、齊格(ge)勒催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)、硫(liu)酸、氯化(hua)鐵、氯化(hua)鋁等都能產生猛烈(lie)聚合，放(fang)出大量熱量。
四、苯乙烯裝置的配(pei)管設計
主要(yao)是(shi)對塔、換(huan)熱(re)器、罐、泵等(deng)設(she)備的配(pei)管設(she)計。
