2.基本原理
3.組成單元
環(huán)氧乙烷/L-醇裝置主要是由乙烯氧化反應,循環(huán)氣壓縮,二氧化碳吸收、解吸,環(huán):氧乙烷吸收、解吸和再吸收,輕組分脫除、環(huán)氧乙烷精餾、環(huán)氧乙烷水合反應,多效蒸發(fā),乙二醇精餾等單元構成。
(1)環(huán)氧乙烷反應系統(tǒng):
原料乙烯、氧氣和致穩(wěn)氮氣(甲烷)來自界區(qū)。乙烯、氧氣和致穩(wěn)氣,在循環(huán)壓縮機的出口側,與貧循環(huán)氣混合,混合氣中乙烯和氧控制一定的濃度,通過氣—氣熱交換器管程與反應器出口氣體換熱后,進入填充銀催化劑的列管式固定床反應器,在銀催化劑的作用下,在一定的溫度和壓力下,進行氧化反應生成環(huán)氧乙烷。
從反應器下部出來的生成氣體經換熱器降溫后進入環(huán)氧乙烷水洗塔(D—115),在這里與貧循環(huán)水逆流接觸,吸收其中的環(huán)氧乙烷和其他一些反應產物。未被吸收的塔頂氣體回到循環(huán)壓縮機的進口,以補充壓力損失。經循環(huán)壓縮機增壓后的循環(huán)氣,大部分直接循環(huán)到反應器原料系統(tǒng),少部分先送到二氧化碳脫除系統(tǒng)脫除C02后,再返回壓縮機出口的反應器原料系統(tǒng),以維持循環(huán)氣中的C02含量不變。
(2)C02脫除系統(tǒng)
來自循環(huán)壓縮機氣量大約為循環(huán)氣量10%的氣體進入接觸塔,在此與來自再生塔的熱碳酸鉀溶液接觸,C02經化學吸收,即碳酸鉀與C02反應生成碳酸氫鉀,未反應的氣體返回到循環(huán)氣系統(tǒng)。來自C02接觸塔塔釜的富碳酸氫鉀溶液,經過減壓閥減壓后進入再生塔,閃蒸析出部分C02,通過加熱使碳酸氫鉀還原為碳酸鉀,放出C02。
(3)環(huán)氧乙烷解析和再吸收系統(tǒng)
來自環(huán)氧乙烷水洗塔的富循環(huán)水,經換熱、減壓閃蒸后進入解吸塔頂部,環(huán)氧乙烷以及其他輕組分和不凝氣體被解吸。被解吸出來的環(huán)氧乙烷和水蒸氣進入再吸收塔被水吸收,并調整加水量,以保持再吸收塔釜液中含10%(質量)的環(huán)氧乙烷,將此塔釜液送到乙二醇原料解吸塔。
(4)環(huán)氧乙烷精制系統(tǒng)
來自乙二醇原料解吸塔的釜液,一部分進人環(huán)氧乙烷精制塔,經過精餾、脫醛處理,生產商品EO。
(5)乙二醇反應和蒸發(fā)提濃系統(tǒng)
來自再吸收塔塔釜約為10%(質量)的環(huán)氧乙烷水溶液,在乙二醇原料解析塔用蒸汽脫除C02,來自環(huán)氧乙烷精制塔含醛的環(huán)氧乙烷也在此得以回收。釜液加熱升溫后送到乙二醇水合反應器。進入乙二醇反應器的水和環(huán)氧乙烷的混合物比例為22:1(摩爾),在管式反應器內環(huán)氧乙烷基本上全部轉化,轉化率在99.9%—99.99%。離開反應器的乙二醇和二、三乙二醇的稀溶液(濃度15%質量)經順流式多效蒸發(fā)塔蒸發(fā)濃縮后,溶液濃度達到約等于85%(質量),送至粗乙二醇儲槽。
(6)乙二醇精餾系統(tǒng)
將含有15%(質量)水的粗乙二醇,在脫水塔中脫水、排醛,塔釜液用釜液泵,送到一乙二醇精制塔中提純,生產出優(yōu)質乙二醇產品。塔釜液用釜液泵輸送到一乙二醇回收塔中,從塔上部抽出一乙二醇和少量二乙二醇,循環(huán)回粗乙二醇槽,基本上不含一乙二醇的釜液,用釜液泵送至多乙二醇塔生產二乙二醇、三乙二醇等副產品。
(7)水處理系統(tǒng)
本系統(tǒng)是由離子交換裝置、脫氣塔、過濾器等組成。把采出的工藝循環(huán)水通人離子交換器里,經過陰離子交換除去有機酸,進而送到脫氣塔,用泵將處理過的工藝水送回工藝水循環(huán)系統(tǒng)達到回收EG的目的。離子交換裝置可以進行“全自動”及“手動”運轉。全自動運轉由程控器編程實現,制水、再生自動切換。
(三)原料及產品性質
1.原料
2.產品性質
(一)重點部位
1.環(huán)氧乙烷反應系統(tǒng)
乙烯和氧在銀催化劑作用下,通過固定床反應器發(fā)生乙烯氧化反應,主反應生成環(huán)氧乙烷,主要副反應生成二氧化碳。用導熱油或水移出反應熱。N2或CH4為致穩(wěn)氣用來稀釋乙烯與氧氣的混合濃度使之保持在爆炸范圍以外。由于反應溫度、壓力、雜質、反應物配比等因素都會對環(huán)氧乙烷反應過程產生影響,反應條件十分苛刻,操作不當會出現燃燒甚至爆炸的事故,因此該系統(tǒng)設置了三十多個聯鎖,以確保裝置的安全。
2.環(huán)氧乙烷罐區(qū)
環(huán)氧乙烷是裝置的主要產品之一,爆炸范圍為3%—100%,沸點10.7℃,性質非?;顫?,因而在生產、儲存、裝車、運輸過程中要嚴格執(zhí)行相關的安全規(guī)章制度。環(huán)氧乙烷產品要求是在N2封情況下低溫(—5℃)儲存,若發(fā)生泄漏噴濺在身上會發(fā)生凍傷,遇見火星將引起著火爆炸,是裝置十分危險的區(qū)域。
(二)重點設備
乙二醇裝置重點設備為循環(huán)氣壓縮機和冷凍機。此外,還有部分特殊閥門如氧氣混合站電磁閥,這些閥門出現問題會使裝置部分停工或全裝置停工,甚至有可能導致惡性事故的發(fā)生。
1.循環(huán)氣壓縮機該機為裝置的心臟,若出現問題不能運轉,裝置只能停工。一般乙二醇裝置只設置一臺壓縮機(原動機可選用不同動力,為蒸汽透平和電動機),因而機組的運行狀況對保證裝置安全生產非常重要。
2.冷凍機該機為環(huán)氧乙烷產品低溫儲存冷凍液降溫,若出現問題不能運轉,環(huán)氧乙烷產品不能儲存,精餾系統(tǒng)只能停工,對裝置經濟效益的影響很大。
3.特殊閥門環(huán)氧乙烷反應中的氧氣混合站系統(tǒng),是影響裝置開車和聯鎖停車的執(zhí)行系統(tǒng),其電磁閥動作要求靈敏、迅速,其中聯鎖發(fā)生時負責切斷進料和打開放空的閥門要求0.2秒動作,以保證反應系統(tǒng)聯鎖后安全停車。