一、裝(zhuang)置(zhi)簡介
環(huan)氧(yang)乙(yi)烷（EO）和乙(yi)二醇(chun)（EG）都是(shi)重要的化工原(yuan)(yuan)料(liao)，也(ye)是(shi)石油化工的產品，用途(tu)十分廣泛。當前世(shi)界上EO／EG生(sheng)產的主(zhu)要技(ji)術為(wei)乙(yi)烯氧(yang)化工藝技(ji)術，即在銀催(cui)化劑作用下乙(yi)烯和氧(yang)氣直接氧(yang)化生(sheng)成環(huan)氧(yang)乙(yi)烷（EO），再以EO為(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)在無(wu)催(cui)化劑條件下直接水(shui)合(he)生(sheng)成乙(yi)二醇(chun)(EG)。
二、典型 EO／EG裝(zhuang)置的工藝及(ji)特點(dian)
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(yi)流程如圖2.24和圖2.25所示(shi)。
1. 環(huan)氧乙烷(wan)反應系統(tong)
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(qing)組(zu)分(fen)脫除和EO精制系統
EO汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)餾出(chu)物(wu)經(jing)空(kong)冷(leng)(leng)器(qi)(qi)(qi)(qi)、第(di)(di)二冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)(qi)、第(di)(di)三冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)卻冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)后，進入汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)物(wu)緩沖(chong)罐(guan)，在此輕(qing)組分(fen)(fen)(fen)被(bei)(bei)分(fen)(fen)(fen)離(li)出(chu)來。輕(qing)組分(fen)(fen)(fen)經(jing)汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)(qi)進一(yi)步(bu)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)后，氣(qi)(qi)體中的(de)(de)(de)EO大部(bu)分(fen)(fen)(fen)被(bei)(bei)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)回(hui)到汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)緩沖(chong)罐(guan)，將(jiang)殘(can)余(yu)(yu)的(de)(de)(de)不凝(ning)(ning)氣(qi)(qi)送至(zhi)殘(can)余(yu)(yu)EO吸(xi)收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)中以回(hui)收(shou)環(huan)氧乙(yi)烷，殘(can)余(yu)(yu)EO吸(xi)收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)氣(qi)(qi)經(jing)尾(wei)氣(qi)(qi)壓縮機壓縮后返(fan)回(hui)EO吸(xi)收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)，含有EO的(de)(de)(de)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)釜液(ye)送至(zhi)EG汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)。汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)緩沖(chong)罐(guan)中的(de)(de)(de)EO水溶(rong)液(ye)用(yong)泵送至(zhi)脫(tuo)(tuo)輕(qing)組分(fen)(fen)(fen)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)脫(tuo)(tuo)除的(de)(de)(de)輕(qing)組分(fen)(fen)(fen)進入塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)(qi)回(hui)收(shou)EO，塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)釜物(wu)料的(de)(de)(de)大部(bu)分(fen)(fen)(fen)送至(zhi)EG反(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)，另(ling)外一(yi)部(bu)分(fen)(fen)(fen)送至(zhi)EO精(jing)制(zhi)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)。EO精(jing)制(zhi)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)側線采(cai)出(chu)高純EO產品(pin)，經(jing)冷(leng)(leng)卻后用(yong)泵送至(zhi)高純EO儲罐(guan)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)氣(qi)(qi)經(jing)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)后和塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)釜物(wu)料一(yi)起送到EG反(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)的(de)(de)(de)不凝(ning)(ning)氣(qi)(qi)排(pai)至(zhi)尾(wei)氣(qi)(qi)吸(xi)收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)以回(hui)收(shou)其中的(de)(de)(de)EO。高純EO儲罐(guan)必須采(cai)用(yong)氮(dan)封，以防止空(kong)氣(qi)(qi)漏入儲罐(guan)內(nei)，并保持(chi)罐(guan)內(nei)的(de)(de)(de)EO蒸氣(qi)(qi)在非爆(bao)炸范圍內(nei)。
4. EG反應(ying)和多效蒸發及(ji)干燥系統
來自輕(qing)組(zu)分(fen)塔釜的水(shui)(shui)(shui)／EO物流與(yu)工(gong)藝水(shui)(shui)(shui)混合，預熱后進入管式EG反(fan)應(ying)器。環氧(yang)乙(yi)烷在(zai)此與(yu)水(shui)(shui)(shui)發生水(shui)(shui)(shui)合反(fan)應(ying)生成乙(yi)二(er)(er)醇(chun)，同時副產(chan)物為(wei)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)。所有(you)EO都在(zai)EG反(fan)應(ying)器中(zhong)轉化。乙(yi)二(er)(er)醇(chun)水(shui)(shui)(shui)溶液的濃縮在(zai)多效蒸發系統中(zhong)進行，第一個提濃塔的熱源是EO反(fan)應(ying)器產(chan)生的中(zhong)壓(ya)蒸汽(qi)，最后一個提濃塔出來的低壓(ya)蒸汽(qi)用于EO回收單元。經多效蒸發后的粗乙(yi)二(er)(er)醇(chun)和來自EG排放閃蒸塔的EG物流合并后首先在(zai)干燥塔中(zhong)脫除水(shui)(shui)(shui)分(fen)，然后進入MEG精(jing)制(zhi)工(gong)序。
5. 乙二醇(chun)精制及多乙二醇(chun)的分離系(xi)統(tong)
經(jing)干(gan)燥塔(ta)(ta)(ta)(ta)脫除水分的濃縮乙二醇溶液(ye)用泵(beng)送入MEG精制塔(ta)(ta)(ta)(ta)，在(zai)該塔(ta)(ta)(ta)(ta)側線采出MEG產品，而(er)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂物(wu)料(liao)(liao)進行(xing)回(hui)流。含有MEG、DEG、TEG等塔(ta)(ta)(ta)(ta)萃液(ye)則送至MEC回(hui)收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，回(hui)收(shou)所含的MEG后，返回(hui)至干(gan)燥塔(ta)(ta)(ta)(ta)。在(zai)緊接的兩個DEG塔(ta)(ta)(ta)(ta)、TEG塔(ta)(ta)(ta)(ta)中(zhong)，DEG和TEG作為塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂成品進行(xing)回(hui)收(shou)。TEG塔(ta)(ta)(ta)(ta)有少量釜液(ye)，其中(zhong)含有四甘醇和多(duo)乙二醇。這股物(wu)料(liao)(liao)可以出售或焚燒掉。MEG，DEG和TEG成品冷卻后，用泵(beng)送入產品儲槽中(zhong)。
三(san)、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)氧(yang)乙烷反(fan)應中催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)對鐵銹(xiu)十分敏感，鐵銹(xiu)會促進異常反(fan)應生成乙醛，降低轉化(hua)(hua)率和選(xuan)擇性，嚴重地影響催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)壽命(ming)。環(huan)氧(yang)乙烷的(de)管道和閥門都要進行(xing)化(hua)(hua)學(xue)清洗及(ji)鈍化(hua)(hua)處理以清除(chu)表面污物和浮銹(xiu)，使(shi)金屬表面生產致密的(de)鈍化(hua)(hua)膜，保護材(cai)質不被進一步氧(yang)化(hua)(hua)。
環氧(yang)乙烷裝置的配(pei)(pei)管設計，主要是(shi)對塔、換熱器、罐(guan)、泵、反應器等設備的配(pei)(pei)管設計。
