一、裝置簡介
環氧(yang)乙(yi)(yi)烷(wan)(wan)（EO）和乙(yi)(yi)二醇(chun)（EG）都是(shi)重要的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)工原料，也是(shi)石油化(hua)(hua)(hua)(hua)工的(de)產(chan)品，用途十分廣泛。當(dang)前世界上EO／EG生(sheng)產(chan)的(de)主要技術為乙(yi)(yi)烯(xi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)工藝技術，即在銀催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)作用下乙(yi)(yi)烯(xi)和氧(yang)氣直(zhi)接(jie)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)生(sheng)成(cheng)環氧(yang)乙(yi)(yi)烷(wan)(wan)（EO），再(zai)以EO為原料在無催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)條件下直(zhi)接(jie)水合生(sheng)成(cheng)乙(yi)(yi)二醇(chun)(EG)。
二(er)、典型 EO／EG裝置(zhi)的工藝及(ji)特(te)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(dian)型的EO／EG裝置(zhi)的工藝流程(cheng)如圖(tu)2.24和圖(tu)2.25所(suo)示。
1. 環(huan)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. 輕組分脫除和EO精制系統
EO汽(qi)(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)餾出物(wu)經空冷(leng)(leng)器、第二冷(leng)(leng)凝器、第三(san)冷(leng)(leng)凝器冷(leng)(leng)卻冷(leng)(leng)凝后(hou)(hou)，進(jin)入汽(qi)(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)物(wu)緩沖罐(guan)(guan)，在(zai)此輕組分(fen)(fen)(fen)被(bei)分(fen)(fen)(fen)離出來。輕組分(fen)(fen)(fen)經汽(qi)(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)冷(leng)(leng)凝器進(jin)一(yi)(yi)步冷(leng)(leng)凝后(hou)(hou)，氣(qi)(qi)體(ti)中的(de)EO大部分(fen)(fen)(fen)被(bei)冷(leng)(leng)凝回(hui)到汽(qi)(qi)提塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)緩沖罐(guan)(guan)，將殘(can)余(yu)(yu)的(de)不凝氣(qi)(qi)送(song)(song)(song)(song)至(zhi)殘(can)余(yu)(yu)EO吸(xi)收(shou)(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)中以(yi)(yi)回(hui)收(shou)(shou)(shou)環(huan)氧乙烷，殘(can)余(yu)(yu)EO吸(xi)收(shou)(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)氣(qi)(qi)經尾(wei)氣(qi)(qi)壓(ya)縮機壓(ya)縮后(hou)(hou)返回(hui)EO吸(xi)收(shou)(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，含有EO的(de)塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜液(ye)送(song)(song)(song)(song)至(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)(ding)(ding)緩沖罐(guan)(guan)中的(de)EO水溶液(ye)用泵送(song)(song)(song)(song)至(zhi)脫輕組分(fen)(fen)(fen)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)脫除的(de)輕組分(fen)(fen)(fen)進(jin)入塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)冷(leng)(leng)凝器回(hui)收(shou)(shou)(shou)EO，塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜物(wu)料(liao)的(de)大部分(fen)(fen)(fen)送(song)(song)(song)(song)至(zhi)EG反應器，另外(wai)一(yi)(yi)部分(fen)(fen)(fen)送(song)(song)(song)(song)至(zhi)EO精(jing)制塔(ta)(ta)(ta)(ta)。EO精(jing)制塔(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)側線(xian)采出高(gao)純EO產品，經冷(leng)(leng)卻后(hou)(hou)用泵送(song)(song)(song)(song)至(zhi)高(gao)純EO儲罐(guan)(guan)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)氣(qi)(qi)經冷(leng)(leng)凝后(hou)(hou)和塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜物(wu)料(liao)一(yi)(yi)起送(song)(song)(song)(song)到EG反應器，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)的(de)不凝氣(qi)(qi)排至(zhi)尾(wei)氣(qi)(qi)吸(xi)收(shou)(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)以(yi)(yi)回(hui)收(shou)(shou)(shou)其中的(de)EO。高(gao)純EO儲罐(guan)(guan)必須(xu)采用氮封，以(yi)(yi)防止空氣(qi)(qi)漏(lou)入儲罐(guan)(guan)內(nei)，并保持罐(guan)(guan)內(nei)的(de)EO蒸氣(qi)(qi)在(zai)非爆炸范圍內(nei)。
4. EG反應(ying)和多效蒸(zheng)發及干燥系統
來自輕組(zu)分(fen)塔釜的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)／EO物流與(yu)工藝水(shui)(shui)(shui)混(hun)合(he)(he)，預熱后進(jin)入(ru)管式(shi)EG反(fan)應(ying)(ying)器(qi)。環氧乙(yi)(yi)(yi)烷(wan)在(zai)此與(yu)水(shui)(shui)(shui)發(fa)生(sheng)水(shui)(shui)(shui)合(he)(he)反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)成乙(yi)(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)(chun)(chun)(chun)，同時副(fu)產(chan)物為二(er)(er)(er)乙(yi)(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)(chun)(chun)(chun)、三乙(yi)(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)(chun)(chun)(chun)及多(duo)乙(yi)(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)(chun)(chun)(chun)。所有(you)EO都在(zai)EG反(fan)應(ying)(ying)器(qi)中(zhong)轉(zhuan)化。乙(yi)(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)(chun)(chun)(chun)水(shui)(shui)(shui)溶(rong)液(ye)的(de)(de)(de)濃縮(suo)在(zai)多(duo)效蒸(zheng)發(fa)系統中(zhong)進(jin)行，第一個提(ti)濃塔的(de)(de)(de)熱源(yuan)是EO反(fan)應(ying)(ying)器(qi)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)中(zhong)壓蒸(zheng)汽，最后一個提(ti)濃塔出來的(de)(de)(de)低壓蒸(zheng)汽用于EO回收單元。經(jing)多(duo)效蒸(zheng)發(fa)后的(de)(de)(de)粗乙(yi)(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)(chun)(chun)(chun)和來自EG排放閃蒸(zheng)塔的(de)(de)(de)EG物流合(he)(he)并后首先在(zai)干燥塔中(zhong)脫除水(shui)(shui)(shui)分(fen)，然后進(jin)入(ru)MEG精制工序。
5. 乙二醇精制(zhi)及(ji)多乙二醇的(de)分離系統
經干燥(zao)塔(ta)(ta)(ta)脫除水分的(de)濃(nong)縮乙二醇(chun)(chun)溶液用(yong)泵(beng)送入(ru)(ru)MEG精(jing)制(zhi)塔(ta)(ta)(ta)，在該塔(ta)(ta)(ta)側線(xian)采出MEG產品(pin)，而塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)物(wu)料進行回流。含有MEG、DEG、TEG等塔(ta)(ta)(ta)萃液則送至MEC回收(shou)塔(ta)(ta)(ta)，回收(shou)所含的(de)MEG后(hou)，返(fan)回至干燥(zao)塔(ta)(ta)(ta)。在緊接的(de)兩個(ge)DEG塔(ta)(ta)(ta)、TEG塔(ta)(ta)(ta)中，DEG和(he)TEG作為塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)成品(pin)進行回收(shou)。TEG塔(ta)(ta)(ta)有少(shao)量釜液，其中含有四甘醇(chun)(chun)和(he)多(duo)乙二醇(chun)(chun)。這(zhe)股物(wu)料可以(yi)出售或(huo)焚(fen)燒掉(diao)。MEG，DEG和(he)TEG成品(pin)冷卻后(hou)，用(yong)泵(beng)送入(ru)(ru)產品(pin)儲槽中。
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(yang)氣管(guan)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(yang)乙(yi)(yi)烷(wan)(wan)反(fan)應(ying)中催化(hua)劑對鐵(tie)銹十分敏(min)感，鐵(tie)銹會(hui)促進異常(chang)反(fan)應(ying)生(sheng)(sheng)成乙(yi)(yi)醛，降低轉(zhuan)化(hua)率(lv)和(he)選擇(ze)性，嚴(yan)重地影(ying)響催化(hua)劑的壽(shou)命。環氧(yang)乙(yi)(yi)烷(wan)(wan)的管(guan)道和(he)閥門(men)都要(yao)進行化(hua)學清(qing)洗及鈍(dun)化(hua)處理(li)以清(qing)除(chu)表(biao)面(mian)污物(wu)和(he)浮銹，使金屬表(biao)面(mian)生(sheng)(sheng)產致密的鈍(dun)化(hua)膜，保護(hu)材(cai)質不被進一(yi)步氧(yang)化(hua)。
環氧乙烷裝置的配管(guan)設計，主(zhu)要是(shi)對塔、換熱器、罐、泵、反應器等(deng)設備(bei)的配管(guan)設計。
