一、裝置簡介

  苯乙烯是石化行業(yè)的重要基礎原料。苯乙烯主要用于生產苯乙烯系列樹脂及丁苯橡膠，也是生產離子交換樹脂及醫(yī)藥品的原料之一。此外，苯乙烯還可用于制藥、染料、農藥以及選礦等行業(yè)。苯乙烯有多種生產方法，如乙苯脫氫法、苯乙酮還原脫水法、裂解汽油中萃取劑提取苯乙烯法等。目前主流的苯乙烯生產方法為乙苯脫氫法。

二、典型乙苯脫氫制苯乙烯裝置的工藝及特點

  典型乙苯脫氫制苯乙烯裝置分為乙苯單元和苯乙烯單元兩部分。

1. 乙苯單元 

   目前，世界上90％的乙苯都是由苯和乙烯通過烷基化獲得。乙苯單元含有三個系統(tǒng)：烷基化、烷基轉移和精餾。典型的烷基化反應和烷基轉移反應制乙苯流程如圖2.20和圖2.21所示。

   在液相烷基化反應系統(tǒng)中，原料乙烯、苯以液態(tài)形式進入烷基化反應器，在苯過量的情況下乙烯近乎完全轉化，反應主要生成乙苯。乙苯中的少部分會進一步同乙烯反應生成多乙苯。多乙苯主要由二乙苯和三乙苯組成。在精餾系統(tǒng)中，未反應的苯、多乙苯以及重組分從烷基化和烷基轉移反應產物中的分離并獲得產品乙苯。二乙苯和三乙苯可以在乙苯精餾系統(tǒng)回收并通過和苯進行烷基轉移反應重新生成乙苯。多乙苯回收系統(tǒng)中的主要設備是多乙苯塔，多乙苯塔在真空下操作。烷基化反應和烷基轉移反應是在兩個獨立的反應器中進行并采用不同的催化劑。在烷基化反應中生成的四乙苯的量比較少，和其他不能回收的重組分一起排至乙苯渣油系統(tǒng)。除主反應系統(tǒng)外，該部分還含有催化劑配置系統(tǒng)和烴化液、催化劑分離系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)。精餾系統(tǒng)的作用是回收未反應的苯，精制乙苯產品，從殘油中回收可循環(huán)的重質烷基化物（PEB），從系統(tǒng)中除去水和輕組分，分離從苯乙烯單元來的苯／甲苯副產品。

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(tǒng)組成，分別是脫氫反應系統(tǒng)和精餾系統(tǒng)。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。

   兩個反應器設計相似，但是第二反應器裝有更多的催化劑，并且在更高的真空度下操作，這樣能夠在整個催化劑的使用周期中提高對苯乙烯的選擇性。精餾系統(tǒng)包括三個串聯(lián)的精餾塔：苯／甲苯塔、乙苯回收塔和苯乙烯塔。這三個塔全是真空設備，它們的主要作用是保持正常操作下精餾塔系統(tǒng)的真空度。

三、介質特點

  乙苯脫氫制苯乙烯裝置最典型的介質特點是超高溫、真空，同時系統(tǒng)中大量存在苯等極度危害介質，同時還存在氯化氫等高腐蝕性介質。

  苯常溫下為高度易燃、有香味、易揮發(fā)、無色的透明液體，其密度小于水，為一種有機化合物，也是組成結構最簡單的芳香烴。苯有高的毒性，也是一種致癌物質。它難溶于水，易溶于有機溶劑，本身也可作為有機溶劑。白血病患者中，有很大一部分有苯及其有機制品接觸歷史。在GB5044標準中，苯被歸為極度危害介質。

  空氣、苯乙烯的蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險。遇酸性催化劑如路易斯催化劑、齊格勒催化劑、硫酸、氯化鐵、氯化鋁等都能產生猛烈聚合，放出大量熱量。

四、苯乙烯裝置的配管設計

  主要是對塔、換熱器、罐、泵等設備的配管設計。