一、裝置簡介
環(huan)(huan)氧(yang)(yang)乙(yi)烷（EO）和(he)乙(yi)二醇(chun)（EG）都是重要的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)原(yuan)料(liao)，也是石油化(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)的(de)產品，用途十分廣泛(fan)。當前(qian)世界(jie)上EO／EG生(sheng)產的(de)主要技術為乙(yi)烯(xi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)藝技術，即在銀(yin)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑作用下(xia)乙(yi)烯(xi)和(he)氧(yang)(yang)氣直接(jie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)生(sheng)成環(huan)(huan)氧(yang)(yang)乙(yi)烷（EO），再以EO為原(yuan)料(liao)在無催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑條件下(xia)直接(jie)水(shui)合生(sheng)成乙(yi)二醇(chun)(EG)。
二、典型 EO／EG裝置的工藝及特點(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(zhi)系統
EO汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)餾出物經空冷(leng)(leng)器(qi)(qi)、第二(er)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)器(qi)(qi)、第三冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)器(qi)(qi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)后(hou)(hou)，進入(ru)汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)物緩沖罐，在此輕(qing)組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)被(bei)分(fen)(fen)離出來。輕(qing)組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)經汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)尾氣(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)器(qi)(qi)進一步(bu)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)后(hou)(hou)，氣(qi)體中(zhong)的EO大部分(fen)(fen)被(bei)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)回(hui)到(dao)汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)緩沖罐，將殘余的不(bu)凝(ning)(ning)(ning)氣(qi)送(song)至(zhi)殘余EO吸(xi)收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)中(zhong)以(yi)回(hui)收(shou)(shou)環(huan)氧(yang)乙烷，殘余EO吸(xi)收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)氣(qi)經尾氣(qi)壓縮機壓縮后(hou)(hou)返回(hui)EO吸(xi)收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)，含(han)有EO的塔(ta)(ta)(ta)釜液送(song)至(zhi)EG汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)。汽(qi)提塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)緩沖罐中(zhong)的EO水溶液用泵送(song)至(zhi)脫輕(qing)組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)塔(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)脫除的輕(qing)組(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)進入(ru)塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)尾氣(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)器(qi)(qi)回(hui)收(shou)(shou)EO，塔(ta)(ta)(ta)釜物料(liao)的大部分(fen)(fen)送(song)至(zhi)EG反(fan)(fan)應器(qi)(qi)，另(ling)外一部分(fen)(fen)送(song)至(zhi)EO精制塔(ta)(ta)(ta)。EO精制塔(ta)(ta)(ta)的側(ce)線(xian)采出高純EO產品，經冷(leng)(leng)卻(que)(que)后(hou)(hou)用泵送(song)至(zhi)高純EO儲(chu)罐。塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)氣(qi)經冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)(ning)后(hou)(hou)和塔(ta)(ta)(ta)釜物料(liao)一起送(song)到(dao)EG反(fan)(fan)應器(qi)(qi)，塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)的不(bu)凝(ning)(ning)(ning)氣(qi)排至(zhi)尾氣(qi)吸(xi)收(shou)(shou)塔(ta)(ta)(ta)以(yi)回(hui)收(shou)(shou)其中(zhong)的EO。高純EO儲(chu)罐必須(xu)采用氮封(feng)，以(yi)防止空氣(qi)漏入(ru)儲(chu)罐內，并保(bao)持罐內的EO蒸氣(qi)在非(fei)爆炸范圍內。
4. EG反應和(he)多效(xiao)蒸發及干燥系統
來自(zi)輕組分塔釜的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)／EO物流與工藝水(shui)(shui)(shui)混合，預熱后(hou)進(jin)入管式(shi)EG反(fan)應(ying)器。環氧(yang)乙(yi)(yi)(yi)烷在此與水(shui)(shui)(shui)發(fa)生(sheng)水(shui)(shui)(shui)合反(fan)應(ying)生(sheng)成乙(yi)(yi)(yi)二醇(chun)(chun)，同時副(fu)產物為二乙(yi)(yi)(yi)二醇(chun)(chun)、三乙(yi)(yi)(yi)二醇(chun)(chun)及多(duo)乙(yi)(yi)(yi)二醇(chun)(chun)。所有EO都在EG反(fan)應(ying)器中(zhong)(zhong)轉(zhuan)化(hua)。乙(yi)(yi)(yi)二醇(chun)(chun)水(shui)(shui)(shui)溶液的(de)(de)濃(nong)縮(suo)在多(duo)效(xiao)蒸發(fa)系統中(zhong)(zhong)進(jin)行，第一個提(ti)濃(nong)塔的(de)(de)熱源是EO反(fan)應(ying)器產生(sheng)的(de)(de)中(zhong)(zhong)壓蒸汽，最后(hou)一個提(ti)濃(nong)塔出來的(de)(de)低壓蒸汽用于EO回收單元。經多(duo)效(xiao)蒸發(fa)后(hou)的(de)(de)粗乙(yi)(yi)(yi)二醇(chun)(chun)和來自(zi)EG排放閃蒸塔的(de)(de)EG物流合并后(hou)首先在干燥塔中(zhong)(zhong)脫除(chu)水(shui)(shui)(shui)分，然后(hou)進(jin)入MEG精制工序。
5. 乙二(er)醇精制及多乙二(er)醇的分離系統
經干燥塔(ta)脫除水(shui)分的濃縮乙(yi)二(er)醇(chun)溶(rong)液用泵送(song)入MEG精(jing)制塔(ta)，在(zai)該塔(ta)側線采(cai)出(chu)MEG產品(pin)，而塔(ta)頂(ding)物料進行回(hui)流。含有(you)(you)MEG、DEG、TEG等塔(ta)萃液則送(song)至MEC回(hui)收(shou)塔(ta)，回(hui)收(shou)所含的MEG后(hou)，返(fan)回(hui)至干燥塔(ta)。在(zai)緊接的兩(liang)個DEG塔(ta)、TEG塔(ta)中，DEG和TEG作為塔(ta)頂(ding)成(cheng)品(pin)進行回(hui)收(shou)。TEG塔(ta)有(you)(you)少量(liang)釜液，其(qi)中含有(you)(you)四甘醇(chun)和多乙(yi)二(er)醇(chun)。這股物料可以(yi)出(chu)售或焚燒(shao)掉(diao)。MEG，DEG和TEG成(cheng)品(pin)冷(leng)卻后(hou)，用泵送(song)入產品(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)烷反應(ying)中催(cui)化(hua)(hua)劑對鐵銹十分敏感，鐵銹會促進異常反應(ying)生成(cheng)乙(yi)醛，降(jiang)低轉(zhuan)化(hua)(hua)率和(he)選擇性，嚴重地(di)影(ying)響催(cui)化(hua)(hua)劑的壽命。環氧(yang)乙(yi)烷的管道(dao)和(he)閥門都要進行化(hua)(hua)學清洗及鈍(dun)化(hua)(hua)處(chu)理以清除表面污物(wu)和(he)浮(fu)銹，使金屬表面生產致(zhi)密的鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)，保護材質不被進一(yi)步(bu)氧(yang)化(hua)(hua)。
環氧乙(yi)烷(wan)裝置的(de)配管設(she)計，主要是對塔、換(huan)熱(re)器、罐、泵、反應器等設(she)備(bei)的(de)配管設(she)計。
