一、裝置簡介(jie)
環氧(yang)乙烷（EO）和乙二醇（EG）都是重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)工原料，也是石(shi)油(you)化(hua)(hua)工的(de)(de)(de)產(chan)品，用途十(shi)分(fen)廣泛。當前(qian)世界上EO／EG生產(chan)的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)技(ji)術為乙烯氧(yang)化(hua)(hua)工藝技(ji)術，即在銀催(cui)化(hua)(hua)劑作用下(xia)乙烯和氧(yang)氣直接氧(yang)化(hua)(hua)生成(cheng)環氧(yang)乙烷（EO），再以EO為原料在無催(cui)化(hua)(hua)劑條件(jian)下(xia)直接水合生成(cheng)乙二醇(EG)。
二、典型 EO／EG裝置的工藝(yi)及特點(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(xing)的EO／EG裝置的工藝流程如圖2.24和圖2.25所示。
1. 環氧乙(yi)烷反應系統(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)組分脫除(chu)和EO精制系統(tong)
EO汽提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)餾出物經(jing)(jing)空冷(leng)(leng)器(qi)(qi)、第二(er)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)、第三冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)冷(leng)(leng)卻冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)后(hou)，進(jin)入汽提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)物緩沖罐(guan)(guan)(guan)(guan)，在此輕(qing)組分(fen)(fen)被分(fen)(fen)離出來。輕(qing)組分(fen)(fen)經(jing)(jing)汽提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)尾(wei)氣(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)進(jin)一步(bu)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)后(hou)，氣(qi)體中(zhong)的(de)(de)EO大部分(fen)(fen)被冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)回(hui)(hui)到汽提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)緩沖罐(guan)(guan)(guan)(guan)，將(jiang)殘(can)余的(de)(de)不凝(ning)(ning)氣(qi)送(song)至(zhi)(zhi)殘(can)余EO吸收(shou)塔(ta)(ta)(ta)中(zhong)以回(hui)(hui)收(shou)環氧乙烷，殘(can)余EO吸收(shou)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)氣(qi)經(jing)(jing)尾(wei)氣(qi)壓縮機壓縮后(hou)返回(hui)(hui)EO吸收(shou)塔(ta)(ta)(ta)，含有EO的(de)(de)塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)液送(song)至(zhi)(zhi)EG汽提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)。汽提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)緩沖罐(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)的(de)(de)EO水溶(rong)液用(yong)泵送(song)至(zhi)(zhi)脫(tuo)輕(qing)組分(fen)(fen)塔(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)脫(tuo)除的(de)(de)輕(qing)組分(fen)(fen)進(jin)入塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)尾(wei)氣(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)回(hui)(hui)收(shou)EO，塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)物料的(de)(de)大部分(fen)(fen)送(song)至(zhi)(zhi)EG反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)，另外一部分(fen)(fen)送(song)至(zhi)(zhi)EO精制(zhi)(zhi)塔(ta)(ta)(ta)。EO精制(zhi)(zhi)塔(ta)(ta)(ta)的(de)(de)側(ce)線采出高(gao)純(chun)(chun)EO產品(pin)，經(jing)(jing)冷(leng)(leng)卻后(hou)用(yong)泵送(song)至(zhi)(zhi)高(gao)純(chun)(chun)EO儲罐(guan)(guan)(guan)(guan)。塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)氣(qi)經(jing)(jing)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)后(hou)和塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)物料一起送(song)到EG反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)，塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)的(de)(de)不凝(ning)(ning)氣(qi)排至(zhi)(zhi)尾(wei)氣(qi)吸收(shou)塔(ta)(ta)(ta)以回(hui)(hui)收(shou)其(qi)中(zhong)的(de)(de)EO。高(gao)純(chun)(chun)EO儲罐(guan)(guan)(guan)(guan)必須采用(yong)氮封，以防(fang)止空氣(qi)漏入儲罐(guan)(guan)(guan)(guan)內，并保持(chi)罐(guan)(guan)(guan)(guan)內的(de)(de)EO蒸氣(qi)在非(fei)爆炸(zha)范圍內。
4. EG反應和多(duo)效蒸(zheng)發及干(gan)燥系統(tong)
來自輕組分塔釜的(de)水／EO物流與(yu)工(gong)藝(yi)水混(hun)合(he)，預(yu)熱后(hou)進入管式EG反(fan)應器。環氧乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烷在此與(yu)水發(fa)生水合(he)反(fan)應生成乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)二(er)醇(chun)，同(tong)時副產物為(wei)二(er)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)二(er)醇(chun)、三(san)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)二(er)醇(chun)及多乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)二(er)醇(chun)。所(suo)有EO都在EG反(fan)應器中轉化。乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)二(er)醇(chun)水溶液的(de)濃縮(suo)在多效蒸(zheng)(zheng)發(fa)系統中進行(xing)，第一個(ge)提濃塔的(de)熱源是EO反(fan)應器產生的(de)中壓蒸(zheng)(zheng)汽(qi)，最后(hou)一個(ge)提濃塔出來的(de)低壓蒸(zheng)(zheng)汽(qi)用于EO回收單元(yuan)。經多效蒸(zheng)(zheng)發(fa)后(hou)的(de)粗乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)二(er)醇(chun)和(he)來自EG排(pai)放閃蒸(zheng)(zheng)塔的(de)EG物流合(he)并后(hou)首先在干燥塔中脫除(chu)水分，然后(hou)進入MEG精制工(gong)序。
5. 乙二(er)醇(chun)精制(zhi)及多乙二(er)醇(chun)的(de)分離(li)系統(tong)
經干燥塔(ta)脫除水分(fen)的(de)濃(nong)縮乙二醇(chun)溶(rong)液用泵(beng)送(song)(song)入MEG精制塔(ta)，在該塔(ta)側線(xian)采出MEG產品(pin)，而(er)塔(ta)頂物料(liao)進行回流。含有(you)(you)MEG、DEG、TEG等塔(ta)萃液則送(song)(song)至(zhi)MEC回收(shou)塔(ta)，回收(shou)所含的(de)MEG后，返回至(zhi)干燥塔(ta)。在緊接(jie)的(de)兩(liang)個DEG塔(ta)、TEG塔(ta)中，DEG和TEG作為(wei)塔(ta)頂成品(pin)進行回收(shou)。TEG塔(ta)有(you)(you)少量釜(fu)液，其中含有(you)(you)四甘醇(chun)和多乙二醇(chun)。這(zhe)股物料(liao)可(ke)以出售(shou)或(huo)焚燒掉。MEG，DEG和TEG成品(pin)冷卻后，用泵(beng)送(song)(song)入產品(pin)儲槽中。
三、介質特(te)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。
環氧乙(yi)(yi)烷反應中催(cui)化(hua)劑(ji)對鐵(tie)銹十分(fen)敏感，鐵(tie)銹會促(cu)進異常反應生成乙(yi)(yi)醛，降低轉化(hua)率和(he)選擇性，嚴重地(di)影響催(cui)化(hua)劑(ji)的壽(shou)命(ming)。環氧乙(yi)(yi)烷的管道(dao)和(he)閥門(men)都要進行化(hua)學清(qing)洗及鈍化(hua)處理以清(qing)除表(biao)面污(wu)物和(he)浮(fu)銹，使金屬表(biao)面生產致(zhi)密(mi)的鈍化(hua)膜，保護材質不被進一步氧化(hua)。
環氧乙(yi)烷裝置的(de)配管設計，主要是對塔、換熱器(qi)、罐、泵、反應器(qi)等(deng)設備的(de)配管設計。
