一、裝置簡介(jie)
環(huan)氧乙(yi)(yi)烷(wan)（EO）和(he)乙(yi)(yi)二醇（EG）都是重(zhong)要的化工(gong)原料(liao)，也是石油化工(gong)的產品，用(yong)(yong)途十分(fen)廣泛。當(dang)前世界(jie)上EO／EG生(sheng)(sheng)產的主要技術為(wei)乙(yi)(yi)烯氧化工(gong)藝技術，即在銀催化劑作用(yong)(yong)下乙(yi)(yi)烯和(he)氧氣直接(jie)氧化生(sheng)(sheng)成(cheng)環(huan)氧乙(yi)(yi)烷(wan)（EO），再以EO為(wei)原料(liao)在無(wu)催化劑條(tiao)件(jian)下直接(jie)水(shui)合生(sheng)(sheng)成(cheng)乙(yi)(yi)二醇(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(de)EO／EG裝置的(de)工藝(yi)流程如圖2.24和圖2.25所示。
1. 環氧乙烷反應系統
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(chu)和(he)EO精制系(xi)統
EO汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)餾(liu)出物經(jing)(jing)空(kong)冷(leng)(leng)器(qi)、第(di)二冷(leng)(leng)凝(ning)器(qi)、第(di)三冷(leng)(leng)凝(ning)器(qi)冷(leng)(leng)卻(que)冷(leng)(leng)凝(ning)后(hou)，進入(ru)汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)物緩沖罐(guan)(guan)(guan)，在此輕組分(fen)(fen)被分(fen)(fen)離出來。輕組分(fen)(fen)經(jing)(jing)汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)尾(wei)(wei)氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)器(qi)進一(yi)步冷(leng)(leng)凝(ning)后(hou)，氣(qi)(qi)(qi)體中(zhong)的(de)(de)EO大(da)部(bu)分(fen)(fen)被冷(leng)(leng)凝(ning)回(hui)(hui)到汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)緩沖罐(guan)(guan)(guan)，將殘(can)余(yu)的(de)(de)不凝(ning)氣(qi)(qi)(qi)送(song)(song)(song)(song)(song)至(zhi)(zhi)殘(can)余(yu)EO吸收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)中(zhong)以回(hui)(hui)收(shou)環(huan)氧乙烷，殘(can)余(yu)EO吸收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)氣(qi)(qi)(qi)經(jing)(jing)尾(wei)(wei)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)縮(suo)機壓(ya)縮(suo)后(hou)返回(hui)(hui)EO吸收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)，含(han)有EO的(de)(de)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)(fu)液送(song)(song)(song)(song)(song)至(zhi)(zhi)EG汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)。汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)緩沖罐(guan)(guan)(guan)中(zhong)的(de)(de)EO水(shui)溶液用(yong)泵(beng)送(song)(song)(song)(song)(song)至(zhi)(zhi)脫輕組分(fen)(fen)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)脫除的(de)(de)輕組分(fen)(fen)進入(ru)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)尾(wei)(wei)氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)器(qi)回(hui)(hui)收(shou)EO，塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)(fu)物料(liao)的(de)(de)大(da)部(bu)分(fen)(fen)送(song)(song)(song)(song)(song)至(zhi)(zhi)EG反應(ying)器(qi)，另外一(yi)部(bu)分(fen)(fen)送(song)(song)(song)(song)(song)至(zhi)(zhi)EO精制(zhi)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)。EO精制(zhi)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)側線采出高純EO產品，經(jing)(jing)冷(leng)(leng)卻(que)后(hou)用(yong)泵(beng)送(song)(song)(song)(song)(song)至(zhi)(zhi)高純EO儲(chu)罐(guan)(guan)(guan)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)氣(qi)(qi)(qi)經(jing)(jing)冷(leng)(leng)凝(ning)后(hou)和塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)(fu)物料(liao)一(yi)起(qi)送(song)(song)(song)(song)(song)到EG反應(ying)器(qi)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)的(de)(de)不凝(ning)氣(qi)(qi)(qi)排至(zhi)(zhi)尾(wei)(wei)氣(qi)(qi)(qi)吸收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)以回(hui)(hui)收(shou)其中(zhong)的(de)(de)EO。高純EO儲(chu)罐(guan)(guan)(guan)必須(xu)采用(yong)氮封，以防止空(kong)氣(qi)(qi)(qi)漏(lou)入(ru)儲(chu)罐(guan)(guan)(guan)內(nei)，并保持罐(guan)(guan)(guan)內(nei)的(de)(de)EO蒸氣(qi)(qi)(qi)在非爆炸范圍內(nei)。
4. EG反應和多效蒸發及干燥系統
來(lai)自(zi)輕(qing)組分塔(ta)釜的(de)水(shui)／EO物流與工(gong)藝水(shui)混合(he)，預熱(re)后(hou)(hou)進(jin)入管式(shi)EG反應器。環氧乙(yi)烷在此與水(shui)發生水(shui)合(he)反應生成(cheng)乙(yi)二(er)(er)醇(chun)，同時(shi)副(fu)產物為二(er)(er)乙(yi)二(er)(er)醇(chun)、三乙(yi)二(er)(er)醇(chun)及多(duo)乙(yi)二(er)(er)醇(chun)。所有EO都在EG反應器中(zhong)轉化。乙(yi)二(er)(er)醇(chun)水(shui)溶(rong)液(ye)的(de)濃縮(suo)在多(duo)效(xiao)(xiao)蒸(zheng)(zheng)(zheng)發系統(tong)中(zhong)進(jin)行，第一個提濃塔(ta)的(de)熱(re)源是EO反應器產生的(de)中(zhong)壓(ya)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)，最后(hou)(hou)一個提濃塔(ta)出來(lai)的(de)低壓(ya)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)用于EO回收單(dan)元。經多(duo)效(xiao)(xiao)蒸(zheng)(zheng)(zheng)發后(hou)(hou)的(de)粗乙(yi)二(er)(er)醇(chun)和(he)來(lai)自(zi)EG排放閃(shan)蒸(zheng)(zheng)(zheng)塔(ta)的(de)EG物流合(he)并后(hou)(hou)首先在干燥塔(ta)中(zhong)脫除水(shui)分，然后(hou)(hou)進(jin)入MEG精制工(gong)序。
5. 乙二醇(chun)精制及多乙二醇(chun)的分離系統
經干燥(zao)塔(ta)脫除(chu)水分(fen)的濃(nong)縮乙(yi)二醇(chun)溶液(ye)(ye)用泵送入MEG精(jing)制塔(ta)，在該塔(ta)側線采出(chu)MEG產(chan)品，而塔(ta)頂物料進(jin)行回(hui)(hui)流。含有(you)MEG、DEG、TEG等塔(ta)萃(cui)液(ye)(ye)則送至MEC回(hui)(hui)收(shou)塔(ta)，回(hui)(hui)收(shou)所含的MEG后，返回(hui)(hui)至干燥(zao)塔(ta)。在緊接的兩個DEG塔(ta)、TEG塔(ta)中，DEG和(he)TEG作為塔(ta)頂成品進(jin)行回(hui)(hui)收(shou)。TEG塔(ta)有(you)少量釜液(ye)(ye)，其中含有(you)四(si)甘(gan)醇(chun)和(he)多(duo)乙(yi)二醇(chun)。這(zhe)股物料可以出(chu)售或焚燒掉。MEG，DEG和(he)TEG成品冷卻后，用泵送入產(chan)品儲槽中。
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(qi)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)反應中催化劑對鐵銹(xiu)(xiu)十分敏感，鐵銹(xiu)(xiu)會促(cu)進(jin)異常反應生成乙醛，降(jiang)低轉化率和選擇性(xing)，嚴重地影響催化劑的壽命。環氧乙烷(wan)的管道和閥門都要進(jin)行化學清(qing)洗及鈍化處理以清(qing)除表(biao)(biao)面污物和浮銹(xiu)(xiu)，使(shi)金屬(shu)表(biao)(biao)面生產致(zhi)密(mi)的鈍化膜(mo)，保護材質不被進(jin)一步氧化。
環氧乙烷裝(zhuang)置的配(pei)管設計，主(zhu)要是對塔、換熱器、罐、泵、反應器等設備的配(pei)管設計。
