一、裝置簡介
環氧(yang)乙(yi)(yi)烷(wan)（EO）和(he)乙(yi)(yi)二醇（EG）都(dou)是重(zhong)要的(de)化(hua)(hua)工(gong)(gong)原料，也是石油化(hua)(hua)工(gong)(gong)的(de)產品，用(yong)途十分廣泛。當前世界上(shang)EO／EG生(sheng)產的(de)主要技術為乙(yi)(yi)烯(xi)氧(yang)化(hua)(hua)工(gong)(gong)藝技術，即(ji)在(zai)銀催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)作用(yong)下(xia)乙(yi)(yi)烯(xi)和(he)氧(yang)氣直接(jie)氧(yang)化(hua)(hua)生(sheng)成環氧(yang)乙(yi)(yi)烷(wan)（EO），再(zai)以EO為原料在(zai)無催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)條件(jian)下(xia)直接(jie)水合(he)生(sheng)成乙(yi)(yi)二醇(EG)。
二、典型 EO／EG裝置(zhi)的工藝(yi)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(xing)的EO／EG裝置的工藝流(liu)程(cheng)如圖2.24和圖2.25所示(shi)。
1. 環氧乙烷反應系統
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(zu)分脫除和EO精制系統
EO汽(qi)(qi)提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)餾出(chu)物(wu)經空冷(leng)(leng)(leng)器(qi)、第二冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)、第三(san)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)冷(leng)(leng)(leng)卻冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)后(hou)(hou)，進(jin)入汽(qi)(qi)提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)物(wu)緩(huan)沖罐(guan)(guan)(guan)(guan)，在(zai)(zai)此輕(qing)組(zu)(zu)分(fen)(fen)被(bei)分(fen)(fen)離出(chu)來。輕(qing)組(zu)(zu)分(fen)(fen)經汽(qi)(qi)提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)進(jin)一步冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)后(hou)(hou)，氣(qi)(qi)(qi)體中(zhong)的(de)(de)(de)(de)EO大部分(fen)(fen)被(bei)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)回(hui)到汽(qi)(qi)提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)緩(huan)沖罐(guan)(guan)(guan)(guan)，將殘(can)余的(de)(de)(de)(de)不凝(ning)(ning)氣(qi)(qi)(qi)送至(zhi)殘(can)余EO吸收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)中(zhong)以(yi)回(hui)收(shou)(shou)環氧(yang)乙烷(wan)，殘(can)余EO吸收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)氣(qi)(qi)(qi)經尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)壓縮機壓縮后(hou)(hou)返回(hui)EO吸收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，含有(you)EO的(de)(de)(de)(de)塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜液送至(zhi)EG汽(qi)(qi)提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)。汽(qi)(qi)提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)緩(huan)沖罐(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)EO水溶液用泵(beng)送至(zhi)脫(tuo)(tuo)輕(qing)組(zu)(zu)分(fen)(fen)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)脫(tuo)(tuo)除(chu)的(de)(de)(de)(de)輕(qing)組(zu)(zu)分(fen)(fen)進(jin)入塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)回(hui)收(shou)(shou)EO，塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜物(wu)料的(de)(de)(de)(de)大部分(fen)(fen)送至(zhi)EG反應(ying)器(qi)，另外一部分(fen)(fen)送至(zhi)EO精制(zhi)塔(ta)(ta)(ta)(ta)。EO精制(zhi)塔(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)側線(xian)采出(chu)高(gao)(gao)純(chun)EO產品，經冷(leng)(leng)(leng)卻后(hou)(hou)用泵(beng)送至(zhi)高(gao)(gao)純(chun)EO儲罐(guan)(guan)(guan)(guan)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)氣(qi)(qi)(qi)經冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)(ning)后(hou)(hou)和塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜物(wu)料一起送到EG反應(ying)器(qi)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)不凝(ning)(ning)氣(qi)(qi)(qi)排至(zhi)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)吸收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)以(yi)回(hui)收(shou)(shou)其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)EO。高(gao)(gao)純(chun)EO儲罐(guan)(guan)(guan)(guan)必(bi)須采用氮封，以(yi)防止空氣(qi)(qi)(qi)漏入儲罐(guan)(guan)(guan)(guan)內(nei)(nei)，并保持(chi)罐(guan)(guan)(guan)(guan)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)EO蒸氣(qi)(qi)(qi)在(zai)(zai)非爆炸范圍內(nei)(nei)。
4. EG反應和多效蒸發及(ji)干(gan)燥系統
來(lai)自輕組分塔(ta)釜的(de)水／EO物(wu)流(liu)與(yu)(yu)工(gong)藝水混(hun)合(he)，預熱后進(jin)入管(guan)式EG反應(ying)(ying)器(qi)。環氧乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烷在(zai)此與(yu)(yu)水發(fa)生水合(he)反應(ying)(ying)生成(cheng)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)二醇(chun)，同時(shi)副(fu)產(chan)物(wu)為二乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)二醇(chun)、三乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)二醇(chun)及多(duo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)二醇(chun)。所有EO都在(zai)EG反應(ying)(ying)器(qi)中轉(zhuan)化。乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)二醇(chun)水溶液的(de)濃(nong)縮在(zai)多(duo)效(xiao)蒸(zheng)(zheng)(zheng)發(fa)系(xi)統中進(jin)行(xing)，第(di)一(yi)個(ge)提濃(nong)塔(ta)的(de)熱源是EO反應(ying)(ying)器(qi)產(chan)生的(de)中壓蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽，最后一(yi)個(ge)提濃(nong)塔(ta)出來(lai)的(de)低壓蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽用(yong)于EO回收單(dan)元。經多(duo)效(xiao)蒸(zheng)(zheng)(zheng)發(fa)后的(de)粗乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)二醇(chun)和來(lai)自EG排放閃蒸(zheng)(zheng)(zheng)塔(ta)的(de)EG物(wu)流(liu)合(he)并后首先在(zai)干(gan)燥(zao)塔(ta)中脫除水分，然后進(jin)入MEG精制(zhi)工(gong)序(xu)。
5. 乙二醇精(jing)制及多乙二醇的分離系統
經(jing)干燥塔(ta)脫(tuo)除水分的濃縮(suo)乙二醇溶(rong)液(ye)用泵(beng)送入MEG精制塔(ta)，在(zai)該塔(ta)側線采(cai)出MEG產品(pin)，而塔(ta)頂物料(liao)進行回(hui)流(liu)。含(han)(han)有(you)MEG、DEG、TEG等塔(ta)萃液(ye)則(ze)送至MEC回(hui)收(shou)塔(ta)，回(hui)收(shou)所含(han)(han)的MEG后，返回(hui)至干燥塔(ta)。在(zai)緊接(jie)的兩個(ge)DEG塔(ta)、TEG塔(ta)中，DEG和(he)TEG作為塔(ta)頂成品(pin)進行回(hui)收(shou)。TEG塔(ta)有(you)少量釜液(ye)，其中含(han)(han)有(you)四甘醇和(he)多乙二醇。這股物料(liao)可(ke)以出售或焚燒(shao)掉。MEG，DEG和(he)TEG成品(pin)冷卻后，用泵(beng)送入產品(pin)儲槽(cao)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(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(yang)乙(yi)烷反(fan)應中催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)對鐵銹(xiu)十分敏(min)感，鐵銹(xiu)會促進異常(chang)反(fan)應生(sheng)成乙(yi)醛，降低轉化(hua)(hua)(hua)率和(he)選(xuan)擇(ze)性(xing)，嚴重(zhong)地影響催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)的壽命(ming)。環氧(yang)乙(yi)烷的管道和(he)閥門都要進行化(hua)(hua)(hua)學清洗及鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)處理以清除表面(mian)污物和(he)浮銹(xiu)，使金(jin)屬表面(mian)生(sheng)產致密的鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜，保護材質不(bu)被進一步氧(yang)化(hua)(hua)(hua)。
環氧(yang)乙(yi)烷裝置的配管設計，主要是(shi)對塔、換熱器、罐、泵、反(fan)應器等設備的配管設計。
