一、裝置簡介
環氧(yang)乙烷（EO）和(he)乙二醇（EG）都是重要(yao)的(de)(de)化工(gong)原(yuan)料，也是石(shi)油化工(gong)的(de)(de)產(chan)(chan)品，用途十分廣泛(fan)。當前(qian)世界上(shang)EO／EG生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)主要(yao)技術為乙烯氧(yang)化工(gong)藝技術，即在銀催化劑作用下乙烯和(he)氧(yang)氣直(zhi)接氧(yang)化生(sheng)成環氧(yang)乙烷（EO），再以EO為原(yuan)料在無催化劑條件下直(zhi)接水合生(sheng)成乙二醇(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)工藝流程如圖(tu)2.24和圖(tu)2.25所示。
1. 環氧(yang)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(fen)脫除(chu)和EO精制系統
EO汽提塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)餾出(chu)物(wu)經(jing)空冷(leng)(leng)(leng)器、第二冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)器、第三冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)器冷(leng)(leng)(leng)卻冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)后(hou)，進入汽提塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)物(wu)緩沖(chong)罐，在此輕組(zu)分(fen)被(bei)分(fen)離出(chu)來。輕組(zu)分(fen)經(jing)汽提塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)尾氣(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)器進一步冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)后(hou)，氣(qi)(qi)體(ti)中(zhong)的(de)EO大部分(fen)被(bei)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)回(hui)(hui)到汽提塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)緩沖(chong)罐，將殘余(yu)(yu)的(de)不凝(ning)氣(qi)(qi)送(song)(song)至殘余(yu)(yu)EO吸(xi)收(shou)(shou)塔(ta)(ta)中(zhong)以回(hui)(hui)收(shou)(shou)環氧乙烷(wan)，殘余(yu)(yu)EO吸(xi)收(shou)(shou)塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)氣(qi)(qi)經(jing)尾氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)縮機壓(ya)(ya)縮后(hou)返回(hui)(hui)EO吸(xi)收(shou)(shou)塔(ta)(ta)，含有EO的(de)塔(ta)(ta)釜(fu)液(ye)送(song)(song)至EG汽提塔(ta)(ta)。汽提塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)緩沖(chong)罐中(zhong)的(de)EO水溶液(ye)用(yong)泵送(song)(song)至脫(tuo)輕組(zu)分(fen)塔(ta)(ta)，塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)脫(tuo)除的(de)輕組(zu)分(fen)進入塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)尾氣(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)器回(hui)(hui)收(shou)(shou)EO，塔(ta)(ta)釜(fu)物(wu)料的(de)大部分(fen)送(song)(song)至EG反應(ying)器，另(ling)外一部分(fen)送(song)(song)至EO精(jing)制塔(ta)(ta)。EO精(jing)制塔(ta)(ta)的(de)側線采(cai)出(chu)高純(chun)EO產品，經(jing)冷(leng)(leng)(leng)卻后(hou)用(yong)泵送(song)(song)至高純(chun)EO儲罐。塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)氣(qi)(qi)經(jing)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)后(hou)和塔(ta)(ta)釜(fu)物(wu)料一起(qi)送(song)(song)到EG反應(ying)器，塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)的(de)不凝(ning)氣(qi)(qi)排(pai)至尾氣(qi)(qi)吸(xi)收(shou)(shou)塔(ta)(ta)以回(hui)(hui)收(shou)(shou)其(qi)中(zhong)的(de)EO。高純(chun)EO儲罐必須采(cai)用(yong)氮封，以防止空氣(qi)(qi)漏入儲罐內(nei)，并保持罐內(nei)的(de)EO蒸氣(qi)(qi)在非爆炸范圍內(nei)。
4. EG反應和多(duo)效蒸發(fa)及干(gan)燥系統
來(lai)自輕組分塔(ta)釜的(de)水／EO物(wu)(wu)流與工藝水混合，預熱(re)后(hou)進入管式(shi)EG反應器(qi)。環氧乙烷在(zai)此與水發生水合反應生成乙二醇(chun)，同時(shi)副產(chan)物(wu)(wu)為二乙二醇(chun)、三乙二醇(chun)及多(duo)乙二醇(chun)。所有(you)EO都在(zai)EG反應器(qi)中轉化。乙二醇(chun)水溶液(ye)的(de)濃縮在(zai)多(duo)效蒸(zheng)發系統中進行(xing)，第一(yi)個(ge)提(ti)(ti)濃塔(ta)的(de)熱(re)源是EO反應器(qi)產(chan)生的(de)中壓蒸(zheng)汽，最后(hou)一(yi)個(ge)提(ti)(ti)濃塔(ta)出(chu)來(lai)的(de)低壓蒸(zheng)汽用于(yu)EO回收單元(yuan)。經多(duo)效蒸(zheng)發后(hou)的(de)粗乙二醇(chun)和來(lai)自EG排放(fang)閃蒸(zheng)塔(ta)的(de)EG物(wu)(wu)流合并后(hou)首(shou)先(xian)在(zai)干燥塔(ta)中脫除水分，然后(hou)進入MEG精制工序。
5. 乙(yi)二醇精制及多乙(yi)二醇的分(fen)離系統
經(jing)干燥塔(ta)(ta)脫(tuo)除水分的(de)濃縮(suo)乙(yi)二醇(chun)溶液(ye)用(yong)(yong)泵(beng)送(song)入MEG精(jing)制(zhi)塔(ta)(ta)，在(zai)該塔(ta)(ta)側線采出(chu)MEG產品，而塔(ta)(ta)頂物料(liao)進(jin)行回流。含(han)有(you)MEG、DEG、TEG等塔(ta)(ta)萃(cui)液(ye)則送(song)至MEC回收(shou)塔(ta)(ta)，回收(shou)所含(han)的(de)MEG后，返回至干燥塔(ta)(ta)。在(zai)緊接的(de)兩個DEG塔(ta)(ta)、TEG塔(ta)(ta)中，DEG和(he)TEG作(zuo)為塔(ta)(ta)頂成品進(jin)行回收(shou)。TEG塔(ta)(ta)有(you)少量釜液(ye)，其(qi)中含(han)有(you)四甘醇(chun)和(he)多乙(yi)二醇(chun)。這股(gu)物料(liao)可(ke)以出(chu)售或(huo)焚(fen)燒掉。MEG，DEG和(he)TEG成品冷卻后，用(yong)(yong)泵(beng)送(song)入產品儲槽中。
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)(yang)乙(yi)烷(wan)反應中催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑對鐵銹(xiu)十(shi)分敏感(gan)，鐵銹(xiu)會促進(jin)異常反應生(sheng)成乙(yi)醛(quan)，降(jiang)低轉化(hua)(hua)(hua)率和(he)(he)選擇性，嚴重地影響催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑的壽命。環(huan)氧(yang)(yang)乙(yi)烷(wan)的管道和(he)(he)閥門都要進(jin)行化(hua)(hua)(hua)學清洗及鈍化(hua)(hua)(hua)處理以清除表面污物和(he)(he)浮銹(xiu)，使金屬表面生(sheng)產致密的鈍化(hua)(hua)(hua)膜(mo)，保護材質不被(bei)進(jin)一(yi)步氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)。
環氧乙烷裝置的(de)配管設(she)(she)計，主(zhu)要(yao)是(shi)對塔、換熱器、罐(guan)、泵、反應器等設(she)(she)備的(de)配管設(she)(she)計。
