一、裝置簡介(jie)
環氧(yang)(yang)乙(yi)(yi)烷（EO）和乙(yi)(yi)二(er)醇(chun)（EG）都(dou)是(shi)重要的化(hua)(hua)工原料，也是(shi)石油化(hua)(hua)工的產品(pin)，用(yong)(yong)途十分廣泛。當(dang)前世(shi)界上EO／EG生(sheng)產的主要技術(shu)為乙(yi)(yi)烯氧(yang)(yang)化(hua)(hua)工藝技術(shu)，即(ji)在銀催(cui)化(hua)(hua)劑作用(yong)(yong)下乙(yi)(yi)烯和氧(yang)(yang)氣直(zhi)接(jie)(jie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)生(sheng)成環氧(yang)(yang)乙(yi)(yi)烷（EO），再以EO為原料在無催(cui)化(hua)(hua)劑條件下直(zhi)接(jie)(jie)水合生(sheng)成乙(yi)(yi)二(er)醇(chun)(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EO／EG裝(zhuang)置的工(gong)藝流程(cheng)如圖2.24和圖2.25所(suo)示。
1. 環氧乙烷反應系(xi)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)脫除和EO精制系(xi)統
EO汽(qi)(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)餾出物經(jing)(jing)空冷(leng)(leng)器(qi)(qi)(qi)、第二冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)、第三冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)卻冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)后(hou)，進入(ru)汽(qi)(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)物緩沖(chong)(chong)罐(guan)(guan)，在(zai)此(ci)輕組分(fen)(fen)被分(fen)(fen)離出來。輕組分(fen)(fen)經(jing)(jing)汽(qi)(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)進一步(bu)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)后(hou)，氣(qi)(qi)(qi)體中的(de)(de)EO大部分(fen)(fen)被冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)回(hui)到(dao)汽(qi)(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)緩沖(chong)(chong)罐(guan)(guan)，將(jiang)殘余(yu)的(de)(de)不凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)氣(qi)(qi)(qi)送(song)至(zhi)(zhi)殘余(yu)EO吸(xi)收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)中以(yi)回(hui)收(shou)(shou)環氧乙烷，殘余(yu)EO吸(xi)收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)氣(qi)(qi)(qi)經(jing)(jing)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)壓縮機壓縮后(hou)返回(hui)EO吸(xi)收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，含有EO的(de)(de)塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)液送(song)至(zhi)(zhi)EG汽(qi)(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)。汽(qi)(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)緩沖(chong)(chong)罐(guan)(guan)中的(de)(de)EO水溶液用(yong)泵(beng)送(song)至(zhi)(zhi)脫(tuo)輕組分(fen)(fen)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)脫(tuo)除(chu)的(de)(de)輕組分(fen)(fen)進入(ru)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)回(hui)收(shou)(shou)EO，塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)物料(liao)的(de)(de)大部分(fen)(fen)送(song)至(zhi)(zhi)EG反應器(qi)(qi)(qi)，另外一部分(fen)(fen)送(song)至(zhi)(zhi)EO精制塔(ta)(ta)(ta)(ta)。EO精制塔(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)側線采(cai)出高純EO產(chan)品，經(jing)(jing)冷(leng)(leng)卻后(hou)用(yong)泵(beng)送(song)至(zhi)(zhi)高純EO儲(chu)罐(guan)(guan)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)氣(qi)(qi)(qi)經(jing)(jing)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)后(hou)和塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)物料(liao)一起(qi)送(song)到(dao)EG反應器(qi)(qi)(qi)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)的(de)(de)不凝(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)(ning)氣(qi)(qi)(qi)排(pai)至(zhi)(zhi)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)吸(xi)收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)以(yi)回(hui)收(shou)(shou)其中的(de)(de)EO。高純EO儲(chu)罐(guan)(guan)必須采(cai)用(yong)氮(dan)封，以(yi)防止空氣(qi)(qi)(qi)漏入(ru)儲(chu)罐(guan)(guan)內(nei)，并保持罐(guan)(guan)內(nei)的(de)(de)EO蒸氣(qi)(qi)(qi)在(zai)非爆炸范圍內(nei)。
4. EG反(fan)應和(he)多效蒸發及干燥系統(tong)
來(lai)自(zi)輕組分塔釜的(de)(de)水(shui)／EO物流與工藝水(shui)混合，預熱(re)后進(jin)入管式EG反(fan)應(ying)器。環氧乙(yi)(yi)烷在(zai)此與水(shui)發(fa)生水(shui)合反(fan)應(ying)生成乙(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇，同時副產(chan)物為二(er)(er)(er)乙(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇、三乙(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇及(ji)多(duo)乙(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇。所(suo)有EO都(dou)在(zai)EG反(fan)應(ying)器中轉化。乙(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇水(shui)溶液的(de)(de)濃(nong)縮(suo)在(zai)多(duo)效(xiao)蒸(zheng)(zheng)發(fa)系統中進(jin)行，第(di)一個(ge)提濃(nong)塔的(de)(de)熱(re)源是EO反(fan)應(ying)器產(chan)生的(de)(de)中壓(ya)蒸(zheng)(zheng)汽，最后一個(ge)提濃(nong)塔出來(lai)的(de)(de)低壓(ya)蒸(zheng)(zheng)汽用于EO回收(shou)單元。經(jing)多(duo)效(xiao)蒸(zheng)(zheng)發(fa)后的(de)(de)粗(cu)乙(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇和(he)來(lai)自(zi)EG排放閃蒸(zheng)(zheng)塔的(de)(de)EG物流合并(bing)后首先在(zai)干(gan)燥(zao)塔中脫(tuo)除水(shui)分，然后進(jin)入MEG精制工序。
5. 乙二醇精制(zhi)及(ji)多乙二醇的分離系統(tong)
經干(gan)燥塔(ta)(ta)(ta)脫(tuo)除水分的濃縮乙(yi)二(er)(er)醇溶液用(yong)泵送入(ru)MEG精制塔(ta)(ta)(ta)，在(zai)該塔(ta)(ta)(ta)側(ce)線采出(chu)(chu)MEG產品(pin)，而塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)物料進行回(hui)流(liu)。含有(you)MEG、DEG、TEG等塔(ta)(ta)(ta)萃液則(ze)送至MEC回(hui)收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)，回(hui)收(shou)(shou)所(suo)含的MEG后，返回(hui)至干(gan)燥塔(ta)(ta)(ta)。在(zai)緊接的兩(liang)個DEG塔(ta)(ta)(ta)、TEG塔(ta)(ta)(ta)中(zhong)(zhong)，DEG和TEG作(zuo)為(wei)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)成品(pin)進行回(hui)收(shou)(shou)。TEG塔(ta)(ta)(ta)有(you)少量(liang)釜液，其中(zhong)(zhong)含有(you)四甘醇和多乙(yi)二(er)(er)醇。這股(gu)物料可以出(chu)(chu)售或焚燒掉。MEG，DEG和TEG成品(pin)冷卻后，用(yong)泵送入(ru)產品(pin)儲(chu)槽中(zhong)(zhong)。
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(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(huan)氧(yang)(yang)乙烷(wan)(wan)反(fan)應中催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)對鐵(tie)銹十分敏感，鐵(tie)銹會促進異常反(fan)應生(sheng)成乙醛(quan)，降低轉化(hua)(hua)率和(he)選擇性(xing)，嚴(yan)重地影(ying)響(xiang)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)壽命(ming)。環(huan)氧(yang)(yang)乙烷(wan)(wan)的(de)(de)管道和(he)閥門都要進行(xing)化(hua)(hua)學清洗(xi)及鈍化(hua)(hua)處理以清除表面污物和(he)浮銹，使金屬表面生(sheng)產致(zhi)密的(de)(de)鈍化(hua)(hua)膜，保護材(cai)質不被(bei)進一(yi)步(bu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)。
環氧乙烷裝(zhuang)置的配(pei)管(guan)設(she)計，主要是對塔、換熱器、罐、泵(beng)、反應器等設(she)備的配(pei)管(guan)設(she)計。
