一、裝(zhuang)置簡介
環氧(yang)(yang)乙(yi)烷（EO）和乙(yi)二醇(chun)（EG）都是(shi)重要的化(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)原(yuan)(yuan)料，也是(shi)石油(you)化(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)的產品，用(yong)途(tu)十分廣泛。當前世界上(shang)EO／EG生(sheng)產的主要技(ji)術為乙(yi)烯(xi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)藝技(ji)術，即在銀催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑作用(yong)下乙(yi)烯(xi)和氧(yang)(yang)氣直接氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)生(sheng)成(cheng)環氧(yang)(yang)乙(yi)烷（EO），再以EO為原(yuan)(yuan)料在無(wu)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑條件下直接水合生(sheng)成(cheng)乙(yi)二醇(chun)(EG)。
二、典型(xing) EO／EG裝置的(de)工藝及特(te)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裝置的工藝流程如圖(tu)2.24和(he)圖(tu)2.25所(suo)示。
1. 環氧乙烷(wan)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(zu)分脫除(chu)和EO精制系統
EO汽(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂(ding)餾出(chu)(chu)物(wu)(wu)經空冷(leng)(leng)(leng)器、第(di)二冷(leng)(leng)(leng)凝器、第(di)三(san)冷(leng)(leng)(leng)凝器冷(leng)(leng)(leng)卻(que)冷(leng)(leng)(leng)凝后(hou)(hou)，進入汽(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂(ding)物(wu)(wu)緩(huan)沖罐(guan)，在此輕(qing)組(zu)分(fen)(fen)被分(fen)(fen)離出(chu)(chu)來。輕(qing)組(zu)分(fen)(fen)經汽(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂(ding)尾氣(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)凝器進一步冷(leng)(leng)(leng)凝后(hou)(hou)，氣(qi)(qi)體(ti)中的(de)(de)EO大部(bu)分(fen)(fen)被冷(leng)(leng)(leng)凝回(hui)(hui)到(dao)汽(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)頂(ding)緩(huan)沖罐(guan)，將殘(can)余的(de)(de)不凝氣(qi)(qi)送(song)(song)至殘(can)余EO吸(xi)(xi)(xi)收(shou)塔(ta)(ta)中以回(hui)(hui)收(shou)環氧(yang)乙(yi)烷，殘(can)余EO吸(xi)(xi)(xi)收(shou)塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂(ding)氣(qi)(qi)經尾氣(qi)(qi)壓(ya)縮機壓(ya)縮后(hou)(hou)返回(hui)(hui)EO吸(xi)(xi)(xi)收(shou)塔(ta)(ta)，含有EO的(de)(de)塔(ta)(ta)釜(fu)液送(song)(song)至EG汽(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)。汽(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂(ding)緩(huan)沖罐(guan)中的(de)(de)EO水(shui)溶液用泵送(song)(song)至脫輕(qing)組(zu)分(fen)(fen)塔(ta)(ta)，塔(ta)(ta)頂(ding)脫除的(de)(de)輕(qing)組(zu)分(fen)(fen)進入塔(ta)(ta)頂(ding)尾氣(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)凝器回(hui)(hui)收(shou)EO，塔(ta)(ta)釜(fu)物(wu)(wu)料的(de)(de)大部(bu)分(fen)(fen)送(song)(song)至EG反應器，另外一部(bu)分(fen)(fen)送(song)(song)至EO精制塔(ta)(ta)。EO精制塔(ta)(ta)的(de)(de)側線采出(chu)(chu)高(gao)純(chun)EO產(chan)品，經冷(leng)(leng)(leng)卻(que)后(hou)(hou)用泵送(song)(song)至高(gao)純(chun)EO儲(chu)罐(guan)。塔(ta)(ta)頂(ding)氣(qi)(qi)經冷(leng)(leng)(leng)凝后(hou)(hou)和塔(ta)(ta)釜(fu)物(wu)(wu)料一起(qi)送(song)(song)到(dao)EG反應器，塔(ta)(ta)頂(ding)的(de)(de)不凝氣(qi)(qi)排至尾氣(qi)(qi)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)塔(ta)(ta)以回(hui)(hui)收(shou)其中的(de)(de)EO。高(gao)純(chun)EO儲(chu)罐(guan)必須采用氮封，以防止空氣(qi)(qi)漏入儲(chu)罐(guan)內(nei)，并保持罐(guan)內(nei)的(de)(de)EO蒸(zheng)氣(qi)(qi)在非(fei)爆(bao)炸范圍內(nei)。
4. EG反應和(he)多效蒸發及干燥系統
來(lai)自輕(qing)組分塔(ta)(ta)釜的水／EO物流與工藝(yi)水混合，預熱后(hou)(hou)進入(ru)管式EG反(fan)應器(qi)(qi)(qi)。環氧乙(yi)烷在(zai)此與水發生(sheng)水合反(fan)應生(sheng)成乙(yi)二(er)(er)醇(chun)，同時副產物為二(er)(er)乙(yi)二(er)(er)醇(chun)、三乙(yi)二(er)(er)醇(chun)及(ji)多乙(yi)二(er)(er)醇(chun)。所(suo)有EO都在(zai)EG反(fan)應器(qi)(qi)(qi)中轉化。乙(yi)二(er)(er)醇(chun)水溶(rong)液的濃縮在(zai)多效(xiao)蒸發系統中進行，第一(yi)個提濃塔(ta)(ta)的熱源是(shi)EO反(fan)應器(qi)(qi)(qi)產生(sheng)的中壓蒸汽(qi)，最后(hou)(hou)一(yi)個提濃塔(ta)(ta)出(chu)來(lai)的低壓蒸汽(qi)用于EO回收單元。經多效(xiao)蒸發后(hou)(hou)的粗乙(yi)二(er)(er)醇(chun)和來(lai)自EG排放閃蒸塔(ta)(ta)的EG物流合并后(hou)(hou)首(shou)先在(zai)干(gan)燥塔(ta)(ta)中脫除(chu)水分，然后(hou)(hou)進入(ru)MEG精制工序。
5. 乙(yi)二醇(chun)(chun)精制(zhi)及多乙(yi)二醇(chun)(chun)的分離系(xi)統(tong)
經干燥塔(ta)(ta)脫除水(shui)分的濃縮乙(yi)二醇溶(rong)液(ye)用泵(beng)送入MEG精制塔(ta)(ta)，在該塔(ta)(ta)側線采出(chu)MEG產(chan)品，而塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)物料進行回(hui)流(liu)。含(han)有(you)MEG、DEG、TEG等塔(ta)(ta)萃液(ye)則送至(zhi)MEC回(hui)收塔(ta)(ta)，回(hui)收所(suo)含(han)的MEG后，返回(hui)至(zhi)干燥塔(ta)(ta)。在緊接的兩個DEG塔(ta)(ta)、TEG塔(ta)(ta)中，DEG和(he)TEG作為(wei)塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)成(cheng)(cheng)品進行回(hui)收。TEG塔(ta)(ta)有(you)少(shao)量釜(fu)液(ye)，其中含(han)有(you)四甘醇和(he)多(duo)乙(yi)二醇。這股物料可(ke)以出(chu)售或焚燒掉。MEG，DEG和(he)TEG成(cheng)(cheng)品冷卻后，用泵(beng)送入產(chan)品儲槽(cao)中。
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(huan)(huan)氧(yang)乙(yi)烷反應(ying)(ying)中催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)對(dui)鐵銹(xiu)十分敏感，鐵銹(xiu)會促進(jin)異常(chang)反應(ying)(ying)生成乙(yi)醛，降低轉化(hua)(hua)(hua)率和選擇性，嚴重地影響催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)壽(shou)命(ming)。環(huan)(huan)氧(yang)乙(yi)烷的(de)管(guan)道和閥門都要(yao)進(jin)行化(hua)(hua)(hua)學清洗及(ji)鈍化(hua)(hua)(hua)處(chu)理以清除表面(mian)(mian)污(wu)物和浮銹(xiu)，使金屬表面(mian)(mian)生產致密的(de)鈍化(hua)(hua)(hua)膜，保護材(cai)質(zhi)不被進(jin)一步氧(yang)化(hua)(hua)(hua)。
環氧(yang)乙烷裝(zhuang)置的配(pei)管設(she)計(ji)，主要是對塔、換熱(re)器、罐(guan)、泵、反應(ying)器等設(she)備(bei)的配(pei)管設(she)計(ji)。
