一、裝置(zhi)簡介
環(huan)氧(yang)(yang)乙烷（EO）和乙二醇（EG）都是重要的化工原料(liao)，也(ye)是石(shi)油化工的產(chan)(chan)品，用途十分(fen)廣泛。當前世(shi)界上EO／EG生(sheng)產(chan)(chan)的主要技術(shu)為乙烯(xi)(xi)氧(yang)(yang)化工藝技術(shu)，即(ji)在(zai)銀催化劑作用下(xia)乙烯(xi)(xi)和氧(yang)(yang)氣直接氧(yang)(yang)化生(sheng)成(cheng)環(huan)氧(yang)(yang)乙烷（EO），再(zai)以EO為原料(liao)在(zai)無(wu)催化劑條件(jian)下(xia)直接水(shui)合生(sheng)成(cheng)乙二醇(EG)。
二、典型 EO／EG裝(zhuang)置的工藝及(ji)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裝置(zhi)的(de)工(gong)藝流程如(ru)圖(tu)2.24和圖(tu)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. 輕組分脫除和EO精制系統
EO汽(qi)(qi)(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)餾出物(wu)(wu)(wu)經(jing)空冷(leng)(leng)器(qi)(qi)(qi)、第(di)二(er)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)、第(di)三(san)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)卻冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)后(hou)(hou)(hou)(hou)，進入(ru)汽(qi)(qi)(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)物(wu)(wu)(wu)緩(huan)沖罐(guan)(guan)(guan)，在此(ci)輕組分(fen)(fen)被分(fen)(fen)離出來。輕組分(fen)(fen)經(jing)汽(qi)(qi)(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)進一步(bu)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)后(hou)(hou)(hou)(hou)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)體中(zhong)的(de)(de)(de)EO大(da)部(bu)分(fen)(fen)被冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)回(hui)到(dao)汽(qi)(qi)(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)緩(huan)沖罐(guan)(guan)(guan)，將殘余(yu)(yu)的(de)(de)(de)不凝(ning)(ning)氣(qi)(qi)(qi)(qi)送(song)(song)至殘余(yu)(yu)EO吸收塔(ta)(ta)(ta)(ta)中(zhong)以(yi)回(hui)收環氧乙烷，殘余(yu)(yu)EO吸收塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)氣(qi)(qi)(qi)(qi)經(jing)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)縮機壓(ya)縮后(hou)(hou)(hou)(hou)返回(hui)EO吸收塔(ta)(ta)(ta)(ta)，含(han)有EO的(de)(de)(de)塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)液(ye)送(song)(song)至EG汽(qi)(qi)(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)。汽(qi)(qi)(qi)提(ti)(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)緩(huan)沖罐(guan)(guan)(guan)中(zhong)的(de)(de)(de)EO水(shui)溶(rong)液(ye)用(yong)泵(beng)送(song)(song)至脫(tuo)輕組分(fen)(fen)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)脫(tuo)除(chu)的(de)(de)(de)輕組分(fen)(fen)進入(ru)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)器(qi)(qi)(qi)回(hui)收EO，塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)物(wu)(wu)(wu)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)大(da)部(bu)分(fen)(fen)送(song)(song)至EG反應(ying)器(qi)(qi)(qi)，另外(wai)一部(bu)分(fen)(fen)送(song)(song)至EO精(jing)制(zhi)塔(ta)(ta)(ta)(ta)。EO精(jing)制(zhi)塔(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)側線采出高純EO產品，經(jing)冷(leng)(leng)卻后(hou)(hou)(hou)(hou)用(yong)泵(beng)送(song)(song)至高純EO儲罐(guan)(guan)(guan)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)氣(qi)(qi)(qi)(qi)經(jing)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)后(hou)(hou)(hou)(hou)和塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)物(wu)(wu)(wu)料(liao)(liao)一起送(song)(song)到(dao)EG反應(ying)器(qi)(qi)(qi)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)不凝(ning)(ning)氣(qi)(qi)(qi)(qi)排(pai)至尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)吸收塔(ta)(ta)(ta)(ta)以(yi)回(hui)收其中(zhong)的(de)(de)(de)EO。高純EO儲罐(guan)(guan)(guan)必須采用(yong)氮封，以(yi)防止空氣(qi)(qi)(qi)(qi)漏入(ru)儲罐(guan)(guan)(guan)內(nei)，并保持罐(guan)(guan)(guan)內(nei)的(de)(de)(de)EO蒸氣(qi)(qi)(qi)(qi)在非(fei)爆炸范圍(wei)內(nei)。
4. EG反應和多(duo)效蒸(zheng)發及干(gan)燥系統(tong)
來自輕組分塔釜的(de)水／EO物流與工藝水混合(he)，預(yu)熱后進入管式(shi)EG反(fan)應(ying)器(qi)。環氧乙(yi)(yi)烷(wan)在(zai)(zai)此與水發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)水合(he)反(fan)應(ying)生(sheng)(sheng)成乙(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)，同時副(fu)產物為(wei)二(er)(er)(er)乙(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)、三(san)乙(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)及多乙(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)。所有EO都在(zai)(zai)EG反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)轉(zhuan)化。乙(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)水溶液的(de)濃(nong)縮在(zai)(zai)多效(xiao)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)系(xi)統(tong)中(zhong)進行(xing)，第一個(ge)提濃(nong)塔的(de)熱源(yuan)是EO反(fan)應(ying)器(qi)產生(sheng)(sheng)的(de)中(zhong)壓(ya)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)，最后一個(ge)提濃(nong)塔出來的(de)低壓(ya)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)用于EO回(hui)收單元(yuan)。經多效(xiao)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)后的(de)粗乙(yi)(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)和(he)來自EG排放(fang)閃(shan)蒸(zheng)(zheng)塔的(de)EG物流合(he)并后首先在(zai)(zai)干燥塔中(zhong)脫除水分，然后進入MEG精制(zhi)工序。
5. 乙二醇(chun)精(jing)制及(ji)多乙二醇(chun)的分離系統
經干燥塔(ta)(ta)脫除水分的(de)濃(nong)縮乙二醇(chun)溶液(ye)用泵(beng)(beng)送入(ru)MEG精(jing)制塔(ta)(ta)，在該塔(ta)(ta)側(ce)線采出(chu)MEG產品(pin)(pin)，而塔(ta)(ta)頂物料進行回流。含(han)有(you)MEG、DEG、TEG等塔(ta)(ta)萃液(ye)則送至MEC回收(shou)塔(ta)(ta)，回收(shou)所含(han)的(de)MEG后，返回至干燥塔(ta)(ta)。在緊接(jie)的(de)兩個DEG塔(ta)(ta)、TEG塔(ta)(ta)中(zhong)，DEG和TEG作(zuo)為塔(ta)(ta)頂成品(pin)(pin)進行回收(shou)。TEG塔(ta)(ta)有(you)少(shao)量(liang)釜液(ye)，其中(zhong)含(han)有(you)四(si)甘醇(chun)和多乙二醇(chun)。這股物料可以出(chu)售(shou)或焚(fen)燒掉。MEG，DEG和TEG成品(pin)(pin)冷卻后，用泵(beng)(beng)送入(ru)產品(pin)(pin)儲槽(cao)中(zhong)。
三、介質(zhi)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(qi)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(wan)反應中催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)對(dui)鐵銹十分敏感，鐵銹會促進異(yi)常反應生成乙(yi)醛(quan)，降低轉化(hua)(hua)率(lv)和(he)選擇性(xing)，嚴重地影響催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的壽(shou)命。環氧乙(yi)烷(wan)的管道和(he)閥門都(dou)要進行化(hua)(hua)學清洗(xi)及(ji)鈍化(hua)(hua)處理以清除表(biao)面(mian)污物和(he)浮(fu)銹，使金屬(shu)表(biao)面(mian)生產致密的鈍化(hua)(hua)膜，保(bao)護材(cai)質不被進一步氧化(hua)(hua)。
環(huan)氧乙烷裝置(zhi)的配管(guan)設計，主要是對塔、換熱器、罐、泵、反(fan)應器等設備的配管(guan)設計。
