一(yi)、裝(zhuang)置簡介
環氧(yang)(yang)(yang)乙烷（EO）和(he)乙二醇（EG）都(dou)是重要的化(hua)工(gong)(gong)原(yuan)料，也是石油化(hua)工(gong)(gong)的產品，用(yong)途十(shi)分廣泛(fan)。當前世界上EO／EG生產的主要技術為乙烯氧(yang)(yang)(yang)化(hua)工(gong)(gong)藝技術，即在(zai)銀催(cui)化(hua)劑(ji)作用(yong)下(xia)乙烯和(he)氧(yang)(yang)(yang)氣直(zhi)接(jie)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)生成環氧(yang)(yang)(yang)乙烷（EO），再以EO為原(yuan)料在(zai)無催(cui)化(hua)劑(ji)條件(jian)下(xia)直(zhi)接(jie)水合生成乙二醇(EG)。
二、典(dian)型 EO／EG裝置(zhi)的工(gong)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。
典型的(de)EO／EG裝(zhuang)置的(de)工(gong)藝流程如圖2.24和(he)圖2.25所示。
1. 環氧乙烷反應系統(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. 輕組分脫除(chu)和EO精制系統
EO汽(qi)(qi)(qi)提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)餾出物經(jing)空(kong)冷(leng)(leng)(leng)器、第(di)二(er)冷(leng)(leng)(leng)凝器、第(di)三(san)冷(leng)(leng)(leng)凝器冷(leng)(leng)(leng)卻(que)冷(leng)(leng)(leng)凝后，進(jin)入(ru)汽(qi)(qi)(qi)提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)物緩沖(chong)罐，在此輕組(zu)分被(bei)(bei)分離出來(lai)。輕組(zu)分經(jing)汽(qi)(qi)(qi)提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)凝器進(jin)一步冷(leng)(leng)(leng)凝后，氣(qi)(qi)(qi)體中的(de)(de)EO大部(bu)分被(bei)(bei)冷(leng)(leng)(leng)凝回到(dao)汽(qi)(qi)(qi)提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)緩沖(chong)罐，將(jiang)殘(can)余(yu)的(de)(de)不(bu)凝氣(qi)(qi)(qi)送(song)至殘(can)余(yu)EO吸收塔(ta)(ta)(ta)(ta)中以(yi)(yi)回收環氧(yang)乙烷(wan)，殘(can)余(yu)EO吸收塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)氣(qi)(qi)(qi)經(jing)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)壓縮機壓縮后返回EO吸收塔(ta)(ta)(ta)(ta)，含(han)有EO的(de)(de)塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜液送(song)至EG汽(qi)(qi)(qi)提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)。汽(qi)(qi)(qi)提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)緩沖(chong)罐中的(de)(de)EO水溶液用泵(beng)送(song)至脫(tuo)(tuo)輕組(zu)分塔(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)脫(tuo)(tuo)除的(de)(de)輕組(zu)分進(jin)入(ru)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)凝器回收EO，塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜物料(liao)的(de)(de)大部(bu)分送(song)至EG反應器，另外一部(bu)分送(song)至EO精制塔(ta)(ta)(ta)(ta)。EO精制塔(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)側(ce)線采出高(gao)純(chun)EO產(chan)品(pin)，經(jing)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)后用泵(beng)送(song)至高(gao)純(chun)EO儲(chu)罐。塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)氣(qi)(qi)(qi)經(jing)冷(leng)(leng)(leng)凝后和塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜物料(liao)一起送(song)到(dao)EG反應器，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)的(de)(de)不(bu)凝氣(qi)(qi)(qi)排(pai)至尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)吸收塔(ta)(ta)(ta)(ta)以(yi)(yi)回收其中的(de)(de)EO。高(gao)純(chun)EO儲(chu)罐必(bi)須采用氮封，以(yi)(yi)防止空(kong)氣(qi)(qi)(qi)漏入(ru)儲(chu)罐內(nei)，并保持罐內(nei)的(de)(de)EO蒸(zheng)氣(qi)(qi)(qi)在非(fei)爆炸(zha)范圍(wei)內(nei)。
4. EG反應和多(duo)效蒸發(fa)及干(gan)燥(zao)系統
來(lai)自(zi)(zi)輕組分塔(ta)釜的水(shui)／EO物流(liu)(liu)與工藝水(shui)混(hun)合，預熱(re)(re)后(hou)(hou)進(jin)入管式EG反(fan)(fan)應(ying)器。環氧乙(yi)(yi)烷在此與水(shui)發(fa)生(sheng)水(shui)合反(fan)(fan)應(ying)生(sheng)成乙(yi)(yi)二(er)(er)醇(chun)(chun)，同時副產(chan)物為二(er)(er)乙(yi)(yi)二(er)(er)醇(chun)(chun)、三乙(yi)(yi)二(er)(er)醇(chun)(chun)及多(duo)乙(yi)(yi)二(er)(er)醇(chun)(chun)。所有EO都(dou)在EG反(fan)(fan)應(ying)器中(zhong)(zhong)轉化。乙(yi)(yi)二(er)(er)醇(chun)(chun)水(shui)溶液的濃(nong)(nong)縮在多(duo)效蒸(zheng)發(fa)系(xi)統中(zhong)(zhong)進(jin)行，第一(yi)個(ge)提濃(nong)(nong)塔(ta)的熱(re)(re)源是EO反(fan)(fan)應(ying)器產(chan)生(sheng)的中(zhong)(zhong)壓(ya)蒸(zheng)汽，最后(hou)(hou)一(yi)個(ge)提濃(nong)(nong)塔(ta)出來(lai)的低壓(ya)蒸(zheng)汽用(yong)于EO回收單(dan)元(yuan)。經多(duo)效蒸(zheng)發(fa)后(hou)(hou)的粗乙(yi)(yi)二(er)(er)醇(chun)(chun)和來(lai)自(zi)(zi)EG排放閃蒸(zheng)塔(ta)的EG物流(liu)(liu)合并(bing)后(hou)(hou)首(shou)先在干燥塔(ta)中(zhong)(zhong)脫除水(shui)分，然后(hou)(hou)進(jin)入MEG精制工序(xu)。
5. 乙(yi)二(er)醇精(jing)制及多乙(yi)二(er)醇的分離系統
經干(gan)燥塔(ta)脫除(chu)水(shui)分的濃(nong)縮乙(yi)二醇(chun)溶液(ye)用(yong)泵送入MEG精制塔(ta)，在(zai)該塔(ta)側(ce)線采出(chu)(chu)MEG產品(pin)，而塔(ta)頂物(wu)料(liao)進行(xing)回流。含(han)有(you)MEG、DEG、TEG等塔(ta)萃液(ye)則送至MEC回收(shou)塔(ta)，回收(shou)所含(han)的MEG后(hou)，返回至干(gan)燥塔(ta)。在(zai)緊接(jie)的兩個DEG塔(ta)、TEG塔(ta)中(zhong)(zhong)，DEG和(he)TEG作為塔(ta)頂成品(pin)進行(xing)回收(shou)。TEG塔(ta)有(you)少量釜液(ye)，其中(zhong)(zhong)含(han)有(you)四甘醇(chun)和(he)多(duo)乙(yi)二醇(chun)。這股物(wu)料(liao)可以(yi)出(chu)(chu)售(shou)或焚燒掉。MEG，DEG和(he)TEG成品(pin)冷(leng)卻后(hou)，用(yong)泵送入產品(pin)儲槽中(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。
環氧乙(yi)烷反應(ying)中催(cui)(cui)化(hua)劑對鐵銹(xiu)(xiu)十分敏感(gan)，鐵銹(xiu)(xiu)會促進異(yi)常反應(ying)生(sheng)成乙(yi)醛，降低轉化(hua)率和選擇性，嚴(yan)重地影響催(cui)(cui)化(hua)劑的(de)壽命。環氧乙(yi)烷的(de)管道和閥門都要進行化(hua)學清洗及(ji)鈍化(hua)處理以清除表面(mian)污物和浮銹(xiu)(xiu)，使金屬表面(mian)生(sheng)產致密的(de)鈍化(hua)膜，保護(hu)材質不被進一(yi)步氧化(hua)。
環氧乙(yi)烷裝置(zhi)的(de)配管設計，主要(yao)是(shi)對塔(ta)、換熱器、罐、泵、反應器等設備的(de)配管設計。
