一、裝置簡(jian)介
環氧乙烷(wan)（EO）和乙二(er)醇（EG）都是(shi)重要的(de)化(hua)(hua)(hua)工(gong)原(yuan)料，也是(shi)石油化(hua)(hua)(hua)工(gong)的(de)產(chan)品(pin)，用(yong)途(tu)十分廣泛(fan)。當前世(shi)界上EO／EG生產(chan)的(de)主(zhu)要技(ji)術為(wei)乙烯氧化(hua)(hua)(hua)工(gong)藝技(ji)術，即在銀(yin)催化(hua)(hua)(hua)劑作(zuo)用(yong)下乙烯和氧氣直接(jie)氧化(hua)(hua)(hua)生成環氧乙烷(wan)（EO），再以EO為(wei)原(yuan)料在無催化(hua)(hua)(hua)劑條(tiao)件(jian)下直接(jie)水合生成乙二(er)醇(EG)。
二、典型 EO／EG裝(zhuang)置的(de)工(gong)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(dian)型的EO／EG裝置的工藝流程如(ru)圖2.24和圖2.25所示。
1. 環氧乙烷反應系(xi)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. 輕組分脫除和(he)EO精制系統
EO汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)餾出(chu)物經(jing)空(kong)(kong)冷(leng)器(qi)(qi)(qi)、第(di)二冷(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)、第(di)三冷(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)冷(leng)卻冷(leng)凝(ning)(ning)后(hou)，進入(ru)(ru)汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)物緩(huan)沖(chong)(chong)罐(guan)，在(zai)此輕(qing)(qing)組分(fen)(fen)(fen)被(bei)分(fen)(fen)(fen)離出(chu)來。輕(qing)(qing)組分(fen)(fen)(fen)經(jing)汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)尾(wei)(wei)氣(qi)(qi)冷(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)進一(yi)步冷(leng)凝(ning)(ning)后(hou)，氣(qi)(qi)體中的(de)EO大部(bu)分(fen)(fen)(fen)被(bei)冷(leng)凝(ning)(ning)回到汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)緩(huan)沖(chong)(chong)罐(guan)，將殘(can)余(yu)的(de)不凝(ning)(ning)氣(qi)(qi)送(song)至(zhi)殘(can)余(yu)EO吸(xi)收(shou)塔(ta)(ta)(ta)中以回收(shou)環氧乙烷(wan)，殘(can)余(yu)EO吸(xi)收(shou)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)氣(qi)(qi)經(jing)尾(wei)(wei)氣(qi)(qi)壓縮(suo)機壓縮(suo)后(hou)返回EO吸(xi)收(shou)塔(ta)(ta)(ta)，含有EO的(de)塔(ta)(ta)(ta)釜液送(song)至(zhi)EG汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)。汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)緩(huan)沖(chong)(chong)罐(guan)中的(de)EO水溶液用泵(beng)送(song)至(zhi)脫(tuo)輕(qing)(qing)組分(fen)(fen)(fen)塔(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)脫(tuo)除的(de)輕(qing)(qing)組分(fen)(fen)(fen)進入(ru)(ru)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)尾(wei)(wei)氣(qi)(qi)冷(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)回收(shou)EO，塔(ta)(ta)(ta)釜物料的(de)大部(bu)分(fen)(fen)(fen)送(song)至(zhi)EG反應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)，另(ling)外(wai)一(yi)部(bu)分(fen)(fen)(fen)送(song)至(zhi)EO精制塔(ta)(ta)(ta)。EO精制塔(ta)(ta)(ta)的(de)側線采出(chu)高(gao)純(chun)EO產(chan)品，經(jing)冷(leng)卻后(hou)用泵(beng)送(song)至(zhi)高(gao)純(chun)EO儲(chu)(chu)罐(guan)。塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)氣(qi)(qi)經(jing)冷(leng)凝(ning)(ning)后(hou)和(he)塔(ta)(ta)(ta)釜物料一(yi)起(qi)送(song)到EG反應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)，塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)的(de)不凝(ning)(ning)氣(qi)(qi)排至(zhi)尾(wei)(wei)氣(qi)(qi)吸(xi)收(shou)塔(ta)(ta)(ta)以回收(shou)其中的(de)EO。高(gao)純(chun)EO儲(chu)(chu)罐(guan)必須(xu)采用氮封，以防止空(kong)(kong)氣(qi)(qi)漏入(ru)(ru)儲(chu)(chu)罐(guan)內(nei)，并保持罐(guan)內(nei)的(de)EO蒸氣(qi)(qi)在(zai)非爆炸范(fan)圍內(nei)。
4. EG反應和多效(xiao)蒸發(fa)及干燥(zao)系統
來(lai)(lai)自輕(qing)組分塔釜的(de)水(shui)／EO物(wu)(wu)(wu)流與工(gong)藝水(shui)混合(he)，預熱后(hou)(hou)進入(ru)管式EG反(fan)應(ying)器(qi)。環氧乙(yi)(yi)烷在(zai)(zai)此與水(shui)發生水(shui)合(he)反(fan)應(ying)生成乙(yi)(yi)二(er)醇(chun)，同時副產物(wu)(wu)(wu)為二(er)乙(yi)(yi)二(er)醇(chun)、三乙(yi)(yi)二(er)醇(chun)及多乙(yi)(yi)二(er)醇(chun)。所有EO都在(zai)(zai)EG反(fan)應(ying)器(qi)中轉(zhuan)化(hua)。乙(yi)(yi)二(er)醇(chun)水(shui)溶(rong)液的(de)濃(nong)縮在(zai)(zai)多效(xiao)蒸發系統(tong)中進行，第一(yi)個(ge)提濃(nong)塔的(de)熱源是EO反(fan)應(ying)器(qi)產生的(de)中壓(ya)蒸汽，最(zui)后(hou)(hou)一(yi)個(ge)提濃(nong)塔出來(lai)(lai)的(de)低壓(ya)蒸汽用于(yu)EO回(hui)收單元。經多效(xiao)蒸發后(hou)(hou)的(de)粗乙(yi)(yi)二(er)醇(chun)和來(lai)(lai)自EG排放閃蒸塔的(de)EG物(wu)(wu)(wu)流合(he)并后(hou)(hou)首(shou)先(xian)在(zai)(zai)干(gan)燥塔中脫除水(shui)分，然后(hou)(hou)進入(ru)MEG精制工(gong)序。
5. 乙二醇(chun)(chun)精制及多乙二醇(chun)(chun)的分(fen)離系(xi)統
經干燥塔(ta)脫除水分的(de)濃縮乙二醇溶(rong)液(ye)用泵(beng)送入(ru)MEG精制塔(ta)，在該塔(ta)側(ce)線采出(chu)MEG產品，而(er)塔(ta)頂物料(liao)進行(xing)回(hui)流。含(han)有MEG、DEG、TEG等塔(ta)萃液(ye)則送至(zhi)MEC回(hui)收塔(ta)，回(hui)收所含(han)的(de)MEG后，返(fan)回(hui)至(zhi)干燥塔(ta)。在緊接(jie)的(de)兩個DEG塔(ta)、TEG塔(ta)中，DEG和TEG作為塔(ta)頂成品進行(xing)回(hui)收。TEG塔(ta)有少(shao)量釜液(ye)，其中含(han)有四甘醇和多乙二醇。這股物料(liao)可以出(chu)售(shou)或焚燒(shao)掉。MEG，DEG和TEG成品冷卻后，用泵(beng)送入(ru)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(yang)氣管道(dao)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(yi)烷(wan)反(fan)應中(zhong)催化(hua)劑(ji)對鐵(tie)銹(xiu)(xiu)十分敏感(gan)，鐵(tie)銹(xiu)(xiu)會促進異(yi)常(chang)反(fan)應生成(cheng)乙(yi)醛，降低(di)轉化(hua)率和(he)(he)選擇性，嚴(yan)重(zhong)地影響催化(hua)劑(ji)的壽(shou)命。環氧乙(yi)烷(wan)的管(guan)道和(he)(he)閥門都要進行化(hua)學清(qing)洗及鈍化(hua)處理以清(qing)除表面污物和(he)(he)浮(fu)銹(xiu)(xiu)，使金屬表面生產致密的鈍化(hua)膜，保護(hu)材(cai)質不被進一(yi)步氧化(hua)。
環氧(yang)乙烷裝置的配管設計，主要是對塔、換熱器、罐、泵、反應器等設備的配管設計。
