一、裝置(zhi)簡介
環(huan)氧乙(yi)烷（EO）和乙(yi)二醇(chun)(chun)（EG）都是(shi)重要(yao)的(de)(de)化(hua)工原(yuan)料，也是(shi)石(shi)油化(hua)工的(de)(de)產(chan)品(pin)，用途(tu)十分廣(guang)泛。當前世界上(shang)EO／EG生產(chan)的(de)(de)主要(yao)技(ji)(ji)術(shu)為乙(yi)烯氧化(hua)工藝技(ji)(ji)術(shu)，即在(zai)銀催(cui)化(hua)劑作用下(xia)乙(yi)烯和氧氣直(zhi)接(jie)氧化(hua)生成環(huan)氧乙(yi)烷（EO），再以EO為原(yuan)料在(zai)無催(cui)化(hua)劑條件下(xia)直(zhi)接(jie)水合生成乙(yi)二醇(chun)(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裝置的工藝(yi)流程(cheng)如圖(tu)2.24和圖(tu)2.25所(suo)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. 輕組分脫除和EO精制系統
EO汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)餾出物(wu)經(jing)空(kong)冷(leng)(leng)(leng)器(qi)(qi)(qi)、第二冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)、第三冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)后(hou)(hou)，進入汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)物(wu)緩沖(chong)罐，在此輕(qing)(qing)組(zu)分(fen)(fen)(fen)被分(fen)(fen)(fen)離出來(lai)。輕(qing)(qing)組(zu)分(fen)(fen)(fen)經(jing)汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)尾氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)進一步冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)后(hou)(hou)，氣(qi)(qi)(qi)體中(zhong)的(de)(de)(de)(de)EO大(da)部分(fen)(fen)(fen)被冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)回(hui)(hui)到(dao)汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)緩沖(chong)罐，將殘(can)余的(de)(de)(de)(de)不凝(ning)(ning)(ning)氣(qi)(qi)(qi)送(song)(song)至殘(can)余EO吸(xi)收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)中(zhong)以回(hui)(hui)收(shou)環氧乙(yi)烷，殘(can)余EO吸(xi)收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)氣(qi)(qi)(qi)經(jing)尾氣(qi)(qi)(qi)壓縮(suo)機(ji)壓縮(suo)后(hou)(hou)返回(hui)(hui)EO吸(xi)收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，含(han)有EO的(de)(de)(de)(de)塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜液(ye)送(song)(song)至EG汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)。汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)緩沖(chong)罐中(zhong)的(de)(de)(de)(de)EO水(shui)溶液(ye)用泵(beng)送(song)(song)至脫輕(qing)(qing)組(zu)分(fen)(fen)(fen)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)脫除的(de)(de)(de)(de)輕(qing)(qing)組(zu)分(fen)(fen)(fen)進入塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)尾氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)回(hui)(hui)收(shou)EO，塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜物(wu)料(liao)的(de)(de)(de)(de)大(da)部分(fen)(fen)(fen)送(song)(song)至EG反(fan)應器(qi)(qi)(qi)，另(ling)外一部分(fen)(fen)(fen)送(song)(song)至EO精制(zhi)(zhi)塔(ta)(ta)(ta)(ta)。EO精制(zhi)(zhi)塔(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)側線(xian)采(cai)出高純EO產(chan)品(pin)，經(jing)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)后(hou)(hou)用泵(beng)送(song)(song)至高純EO儲(chu)罐。塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)氣(qi)(qi)(qi)經(jing)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)后(hou)(hou)和塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜物(wu)料(liao)一起送(song)(song)到(dao)EG反(fan)應器(qi)(qi)(qi)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)不凝(ning)(ning)(ning)氣(qi)(qi)(qi)排至尾氣(qi)(qi)(qi)吸(xi)收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)以回(hui)(hui)收(shou)其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)EO。高純EO儲(chu)罐必(bi)須采(cai)用氮(dan)封(feng)，以防(fang)止空(kong)氣(qi)(qi)(qi)漏入儲(chu)罐內，并保(bao)持罐內的(de)(de)(de)(de)EO蒸氣(qi)(qi)(qi)在非爆炸范圍內。
4. EG反應和多效蒸(zheng)發及干燥系統
來(lai)自輕組分(fen)塔(ta)釜的(de)(de)水(shui)／EO物(wu)(wu)流與工藝水(shui)混合(he)，預(yu)熱后(hou)進(jin)入管(guan)式EG反應(ying)器(qi)。環氧乙(yi)(yi)(yi)烷在(zai)(zai)此與水(shui)發生(sheng)(sheng)水(shui)合(he)反應(ying)生(sheng)(sheng)成乙(yi)(yi)(yi)二(er)醇(chun)(chun)，同時副(fu)產物(wu)(wu)為(wei)二(er)乙(yi)(yi)(yi)二(er)醇(chun)(chun)、三乙(yi)(yi)(yi)二(er)醇(chun)(chun)及多乙(yi)(yi)(yi)二(er)醇(chun)(chun)。所有(you)EO都(dou)在(zai)(zai)EG反應(ying)器(qi)中(zhong)轉化。乙(yi)(yi)(yi)二(er)醇(chun)(chun)水(shui)溶液(ye)的(de)(de)濃縮在(zai)(zai)多效蒸發系統中(zhong)進(jin)行，第(di)一(yi)個(ge)提濃塔(ta)的(de)(de)熱源(yuan)是EO反應(ying)器(qi)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)中(zhong)壓蒸汽，最后(hou)一(yi)個(ge)提濃塔(ta)出(chu)來(lai)的(de)(de)低(di)壓蒸汽用于EO回(hui)收單元。經(jing)多效蒸發后(hou)的(de)(de)粗乙(yi)(yi)(yi)二(er)醇(chun)(chun)和來(lai)自EG排放閃蒸塔(ta)的(de)(de)EG物(wu)(wu)流合(he)并后(hou)首先在(zai)(zai)干燥塔(ta)中(zhong)脫除水(shui)分(fen)，然(ran)后(hou)進(jin)入MEG精制工序。
5. 乙(yi)二醇精制及多乙(yi)二醇的分離系統
經干燥(zao)塔(ta)(ta)脫除水分的濃(nong)縮乙(yi)二(er)醇(chun)溶(rong)液用(yong)泵(beng)送入(ru)MEG精制(zhi)塔(ta)(ta)，在該塔(ta)(ta)側線采(cai)出MEG產品(pin)(pin)，而塔(ta)(ta)頂(ding)物(wu)料進行(xing)回流。含有(you)MEG、DEG、TEG等塔(ta)(ta)萃液則(ze)送至MEC回收塔(ta)(ta)，回收所(suo)含的MEG后，返回至干燥(zao)塔(ta)(ta)。在緊接的兩個DEG塔(ta)(ta)、TEG塔(ta)(ta)中(zhong)，DEG和TEG作(zuo)為塔(ta)(ta)頂(ding)成品(pin)(pin)進行(xing)回收。TEG塔(ta)(ta)有(you)少量釜液，其(qi)中(zhong)含有(you)四甘醇(chun)和多(duo)乙(yi)二(er)醇(chun)。這股物(wu)料可以出售或焚燒掉(diao)。MEG，DEG和TEG成品(pin)(pin)冷卻(que)后，用(yong)泵(beng)送入(ru)產品(pin)(pin)儲槽中(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(yi)烷反應中催化劑對鐵銹(xiu)(xiu)(xiu)十分敏感，鐵銹(xiu)(xiu)(xiu)會(hui)促進(jin)異常(chang)反應生成乙(yi)醛，降低轉(zhuan)化率(lv)和(he)選擇性，嚴重地影響催化劑的壽(shou)命。環(huan)氧(yang)乙(yi)烷的管(guan)道和(he)閥門(men)都(dou)要(yao)進(jin)行(xing)化學清洗及鈍化處理以清除表面污物和(he)浮銹(xiu)(xiu)(xiu)，使金屬表面生產致密的鈍化膜，保護材(cai)質不被進(jin)一步(bu)氧(yang)化。
環氧(yang)乙烷裝置的(de)配(pei)管設計，主要(yao)是(shi)對(dui)塔、換熱器(qi)、罐、泵、反(fan)應(ying)器(qi)等設備的(de)配(pei)管設計。
