一(yi)、裝置(zhi)簡介
環氧(yang)乙(yi)(yi)烷(wan)（EO）和乙(yi)(yi)二醇(chun)（EG）都是重要的(de)化(hua)(hua)工(gong)原料，也是石油化(hua)(hua)工(gong)的(de)產品，用(yong)途十分廣泛。當前世界上EO／EG生產的(de)主(zhu)要技術為(wei)乙(yi)(yi)烯氧(yang)化(hua)(hua)工(gong)藝技術，即在(zai)銀(yin)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)作用(yong)下(xia)乙(yi)(yi)烯和氧(yang)氣直(zhi)接氧(yang)化(hua)(hua)生成環氧(yang)乙(yi)(yi)烷(wan)（EO），再以EO為(wei)原料在(zai)無催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)條件下(xia)直(zhi)接水合生成乙(yi)(yi)二醇(chun)(EG)。
二、典型 EO／EG裝置的工藝及特點
EO／EG生產工藝可分為兩個工段，即環氧乙烷工段和乙二醇工段，又可大致分為五個系統，即環氧乙烷反應系統、EO回收和CO2脫除系統、輕組分脫除和EO精制系統、EG反應和多效蒸發及干燥系統、乙二醇精制及多乙二醇的分離系統。
典型的EO／EG裝置的工藝流(liu)程(cheng)如圖(tu)2.24和圖(tu)2.25所示。
1. 環氧(yang)乙(yi)烷反應系統
原料乙烯和純氧與循環氣混合后，進入固定床EO反應器，在高選擇性銀催化劑的作用下發生乙烯氧化反應，主反應生成環氧乙烷（EO）。同時發生副反應生成二氧化碳和水。反應產生的熱量一部分隨產物帶走使其溫度升高，其余部分由反應器殼程沸騰水汽化移走。產生的蒸汽用作乙二醇反應和回收單元的加熱介質。另外，還生成少量的醛、酸類雜質。反應器產物經第一產物冷卻器和反應器進出料換熱器冷卻。乙烯進料前經過脫硫床，以降低進料氣中的硫含量，因為硫可降低EO催化劑的活性。如果原料乙烯中硫含量低于0.1×10-6，則脫硫床可以省掉。加入少量的甲烷作為氣相反應的致穩氣體，與用氮氣作致穩氣體相比，能夠提高爆炸極限，從而可以在更高的氧氣濃度下操作，這可以提高裝置的生產能力。
2. EO回收和CO2脫除系統
反應器產物經冷卻后進入環氧乙烷吸收塔的急冷段，氣體中的雜質被吸收在堿性急冷液中，在EO反應器中生成的甲醛等醛類物質也在這里被部分除去。離開急冷段的氣體物流進到吸收塔的上段，與貧吸收劑逆流接觸，吸收其中的EO。從EO吸收塔塔頂出來的循環氣，經循環氣壓縮機壓縮后，部分直接循環到反應器原料系統，部分先送到二氧化碳脫除系統脫除二氧化碳后，再返回反應器原料系統，以維持循環氣中的二氧化碳濃度不變。循環氣體中CO2濃度低有利于提高EO催化劑的選擇性，并延長其使用壽命。
CO2單元主要由CO2吸收塔和汽提塔組成。在CO2吸收塔中用熱的碳酸鉀溶液將CO2吸收下來后，塔頂氣返回至反應器進料系統，塔釜生成的富碳酸鉀溶液送至CO2汽提塔以移出吸收下來的CO2，并將再生的貧碳酸鹽溶液用泵送回至CO2吸收塔。
3. 輕組分脫除和EO精(jing)制系統
EO汽(qi)(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)餾出物經空(kong)冷(leng)(leng)器(qi)(qi)(qi)、第(di)(di)二冷(leng)(leng)凝(ning)器(qi)(qi)(qi)、第(di)(di)三冷(leng)(leng)凝(ning)器(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)卻冷(leng)(leng)凝(ning)后，進(jin)入汽(qi)(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)物緩沖(chong)(chong)罐(guan)，在此輕(qing)組(zu)分(fen)(fen)被分(fen)(fen)離出來。輕(qing)組(zu)分(fen)(fen)經汽(qi)(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)器(qi)(qi)(qi)進(jin)一(yi)步(bu)冷(leng)(leng)凝(ning)后，氣(qi)(qi)(qi)體中(zhong)(zhong)的EO大部分(fen)(fen)被冷(leng)(leng)凝(ning)回(hui)到汽(qi)(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)緩沖(chong)(chong)罐(guan)，將(jiang)殘(can)余的不凝(ning)氣(qi)(qi)(qi)送(song)至殘(can)余EO吸收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)中(zhong)(zhong)以回(hui)收(shou)(shou)環氧(yang)乙(yi)烷(wan)，殘(can)余EO吸收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)氣(qi)(qi)(qi)經尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)壓縮(suo)機壓縮(suo)后返回(hui)EO吸收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)，含有EO的塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)釜液送(song)至EG汽(qi)(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)。汽(qi)(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)緩沖(chong)(chong)罐(guan)中(zhong)(zhong)的EO水溶液用(yong)(yong)泵送(song)至脫輕(qing)組(zu)分(fen)(fen)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)脫除的輕(qing)組(zu)分(fen)(fen)進(jin)入塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)器(qi)(qi)(qi)回(hui)收(shou)(shou)EO，塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)釜物料的大部分(fen)(fen)送(song)至EG反(fan)應器(qi)(qi)(qi)，另外一(yi)部分(fen)(fen)送(song)至EO精(jing)制(zhi)(zhi)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)。EO精(jing)制(zhi)(zhi)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)的側線(xian)采出高(gao)純(chun)EO產品，經冷(leng)(leng)卻后用(yong)(yong)泵送(song)至高(gao)純(chun)EO儲罐(guan)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)氣(qi)(qi)(qi)經冷(leng)(leng)凝(ning)后和(he)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)釜物料一(yi)起送(song)到EG反(fan)應器(qi)(qi)(qi)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)的不凝(ning)氣(qi)(qi)(qi)排至尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)吸收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)以回(hui)收(shou)(shou)其中(zhong)(zhong)的EO。高(gao)純(chun)EO儲罐(guan)必(bi)須采用(yong)(yong)氮封，以防止空(kong)氣(qi)(qi)(qi)漏(lou)入儲罐(guan)內，并保持罐(guan)內的EO蒸氣(qi)(qi)(qi)在非爆炸范圍內。
4. EG反(fan)應和多效蒸(zheng)發及干燥系(xi)統
來自輕組分塔(ta)(ta)(ta)釜的(de)水／EO物(wu)流與工藝水混合，預熱后進入管(guan)式EG反(fan)(fan)應(ying)(ying)器。環(huan)氧乙(yi)烷在此與水發生水合反(fan)(fan)應(ying)(ying)生成乙(yi)二醇(chun)(chun)，同時(shi)副產物(wu)為二乙(yi)二醇(chun)(chun)、三乙(yi)二醇(chun)(chun)及多(duo)乙(yi)二醇(chun)(chun)。所有EO都在EG反(fan)(fan)應(ying)(ying)器中轉化。乙(yi)二醇(chun)(chun)水溶液(ye)的(de)濃(nong)縮在多(duo)效蒸發系統中進行，第(di)一個提濃(nong)塔(ta)(ta)(ta)的(de)熱源(yuan)是EO反(fan)(fan)應(ying)(ying)器產生的(de)中壓(ya)蒸汽，最后一個提濃(nong)塔(ta)(ta)(ta)出來的(de)低壓(ya)蒸汽用于EO回收單(dan)元。經多(duo)效蒸發后的(de)粗(cu)乙(yi)二醇(chun)(chun)和來自EG排(pai)放閃(shan)蒸塔(ta)(ta)(ta)的(de)EG物(wu)流合并(bing)后首先在干(gan)燥塔(ta)(ta)(ta)中脫除水分，然(ran)后進入MEG精制(zhi)工序(xu)。
5. 乙二醇精制及多乙二醇的分離系統
經干(gan)燥塔(ta)(ta)脫(tuo)除水分的濃縮乙二醇(chun)溶液(ye)用泵(beng)送(song)入(ru)(ru)MEG精制塔(ta)(ta)，在該塔(ta)(ta)側線(xian)采出(chu)MEG產品(pin)，而塔(ta)(ta)頂物料(liao)進(jin)行回(hui)流。含(han)有MEG、DEG、TEG等塔(ta)(ta)萃液(ye)則送(song)至(zhi)MEC回(hui)收塔(ta)(ta)，回(hui)收所含(han)的MEG后，返回(hui)至(zhi)干(gan)燥塔(ta)(ta)。在緊接的兩個(ge)DEG塔(ta)(ta)、TEG塔(ta)(ta)中(zhong)，DEG和(he)TEG作為塔(ta)(ta)頂成品(pin)進(jin)行回(hui)收。TEG塔(ta)(ta)有少量釜液(ye)，其中(zhong)含(han)有四甘醇(chun)和(he)多(duo)乙二醇(chun)。這股(gu)物料(liao)可以出(chu)售或(huo)焚(fen)燒掉。MEG，DEG和(he)TEG成品(pin)冷卻(que)后，用泵(beng)送(song)入(ru)(ru)產品(pin)儲槽中(zhong)。
三、介質特點
EO／EG生產裝置中含有一些具有特殊性質的介質，包括環氧乙烷、乙二醇、氧氣、二氧化碳和少量的氫氣、有機酸等。環氧乙烷低溫下為無色透明液體，常溫下為無色帶有醚刺激性氣味的氣體，沸點為10.4℃，閃點為-20℃。與水可以任何比例混溶，并能溶于常用有機溶劑和油脂。環氧乙烷是一種有機化合物，也是一種有毒的致癌物質為高度危害介質。環氧乙烷易燃易爆，按GB50160為甲類可燃氣體介質。EO／EG裝置中腐蝕性有害物質還有副反應產生的有機酸、醛等，雖然含量較低，但在有氧存在時也會引起碳鋼材料的快速腐蝕。氧氣管道上不應使用快開和快閉型閥門，閥門的閥蓋、閥體墊片及填料不應采用易脫落碎屑、纖維的材料或可燃材料。用于氧氣介質的閥門會有一些特殊的要求。
環氧乙烷(wan)反應中催(cui)化(hua)(hua)劑對鐵銹(xiu)十(shi)分(fen)敏感，鐵銹(xiu)會促進異常反應生(sheng)(sheng)成乙醛，降(jiang)低轉(zhuan)化(hua)(hua)率(lv)和選擇性(xing)，嚴重地影響催(cui)化(hua)(hua)劑的壽命。環氧乙烷(wan)的管道(dao)和閥門都要(yao)進行化(hua)(hua)學清洗(xi)及(ji)鈍化(hua)(hua)處理以清除表(biao)面(mian)污(wu)物和浮銹(xiu)，使金屬表(biao)面(mian)生(sheng)(sheng)產致密的鈍化(hua)(hua)膜，保護材質不被進一(yi)步氧化(hua)(hua)。
環氧(yang)乙烷裝(zhuang)置的(de)(de)配管(guan)設(she)計，主要(yao)是對塔(ta)、換熱器(qi)(qi)、罐(guan)、泵、反應器(qi)(qi)等設(she)備的(de)(de)配管(guan)設(she)計。
