【正文】 于聚乙烯和聚氯乙烯的重要有機(jī)化工產(chǎn)品，是最簡(jiǎn)單最重要的環(huán)氧化物，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有舉足輕重的地位和作用。最后對(duì)此工藝過(guò)程可能存在的安全隱患及相應(yīng)措施做了簡(jiǎn)要說(shuō)明。本設(shè)計(jì)依據(jù)中國(guó)石油天燃?xì)庥邢挢?zé)任公司撫順石化乙烯分廠環(huán)氧乙烷生產(chǎn)工段的工藝過(guò)程，在實(shí)際生產(chǎn)理論的基礎(chǔ)上，制定合理可行的設(shè)計(jì)方案。本文主要闡述了環(huán)氧乙烷在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用、工業(yè)生產(chǎn)方法、生產(chǎn)原理、工藝流程。關(guān)鍵詞：環(huán)氧乙烷；工藝流程；反應(yīng)器；AbstractIn this paper, the refinery stage technological design of epoxyethane /ethylene glycol workshop was described, which was based on the output of 55,000 ton epoxyethane per year. This design was based on the technics process of China Petroleum and natural gas limited liability pany in Fushun Ethylene Plant workshop, the feasible design scheme was set down according to the theory of practicality production. In this paper, the position and the function in the national economy, the produce methods in industry, the principle of produce, process were interpred. For the main equipments such as:mixtor, reactor, the absorb tower of epoxyethane,the absorb system of carbon dioxide,the stripper of epoxyethane,condenser, the dehydrogenation ponents of the tower etc. calculating of material balance were done by using microsoft excel, calculation of energy balance were carried on for the epoxyethane reactor, heat exchanger,and condenser etc six equipments in all. And equipment calculations for reactor, heat exchanger etc .The dehydrogenation ponents of the tower were carried on detailed equipment calculations and checking. The parameters, equipments types and material were confirmed, by using CAD corresponding technics process chart for the high purity epoxyethane rectifier was draw. Finally, a brief explanation to the most possible existed dangers and correspond measures for the production process were given.Keywords: epoxyethane。從全球來(lái)看，環(huán)氧乙烷主要用作化學(xué)中間體，它主要消費(fèi)于乙二醇，全球環(huán)氧乙烷產(chǎn)量的60%都轉(zhuǎn)變?yōu)橐叶?，乙二醇可進(jìn)一步加工成聚酯纖維和樹(shù)脂。環(huán)氧乙烷也用作熏蒸消毒殺蟲(chóng)劑、殺菌劑以及醫(yī)療器械的消毒劑。隨著大規(guī)模引進(jìn)環(huán)氧乙烷裝置的建成和投產(chǎn)，加上環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，國(guó)內(nèi)小規(guī)模的氯醇法環(huán)氧乙烷裝置已無(wú)生命力，于1993年下半年淘汰。1958年Shell(殼牌公司)建成首套乙烯氧氣氧化法工業(yè)裝置。目前國(guó)內(nèi)環(huán)氧乙烷生產(chǎn)廠家均采用乙烯氧氣氧化法生產(chǎn)技術(shù)，基本為引進(jìn)技術(shù)。高選擇性催化劑系列產(chǎn)品為S87S882，催化劑初始選擇性分別為85%和88%。而性能最優(yōu)異的是一種含銀載體用硝酸鉀和高錳酸鉀溶液多次浸漬制備的催化劑，催化劑經(jīng)21天運(yùn)行試驗(yàn)后，%。隨著我國(guó)聚酯與表面活性劑等領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，EO遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，因此有多家企業(yè)計(jì)劃建設(shè)規(guī)?；疎O生產(chǎn)裝置，可以預(yù)計(jì)未來(lái)幾年我國(guó)EO的生產(chǎn)能力將呈現(xiàn)迅速增加的勢(shì)頭。相對(duì)密度(水)=1：，相對(duì)密度(空氣)=1：。當(dāng)用甲醇、乙醇、丁醇等低級(jí)醇與環(huán)氧乙烷作用時(shí)，分別生成乙二醇—甲醚、乙二醇—乙醚、乙二醇—丁醚。環(huán)氧乙烷本身還可開(kāi)環(huán)聚合生成聚乙二醇。盡管氯醇法乙烯利用率高，但生產(chǎn)過(guò)程中消耗大量氯氣，腐蝕設(shè)備，污染環(huán)境，產(chǎn)品純度低，現(xiàn)已基本被淘汰。氧氣氧化法與空氣氧化法相比，工藝流程稍短，設(shè)備較少，建廠投資少；氧化反應(yīng)中催化劑的選擇性高，反應(yīng)溫度比空氣法低，對(duì)催化劑壽命的延長(zhǎng)和維持生產(chǎn)的平穩(wěn)操作較為有利。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用乙烯直接氧化法。在銀催化劑作用下的反應(yīng)方程式如下： (1)另外，乙烯直接氧化還有副產(chǎn)物生成，其中CO2和水最多。CO2還由EO氧化而得，這時(shí)它首先被異構(gòu)為乙醛，然后很快被氧化為CO2和H2O。 二氧化碳脫除原理本裝置采用碳酸鹽溶液吸收CO2，以脫除氧化反應(yīng)的副產(chǎn)物CO2，此吸收為化學(xué)吸收：K2CO3 + CO2 + H2O→2KHCO3 + (7)應(yīng)分五步進(jìn)行：H2O===H+ + OH (8)K2CO3===CO32 + 2K+ (9)H+ + CO32===HCO3 (10)K+ + HCO3 ===KHCO3 (11)CO2 + OH===HCO3 (12)速度由第五步控制，在接近大氣壓下，用蒸汽汽提富碳酸鹽液，將CO2從系統(tǒng)中解析出來(lái)，排至大氣:KHCO3→K2CO3+CO2十H2O (13) 工藝流程循環(huán)氣首先與新鮮乙烯、甲烷經(jīng)脫硫床下游的乙烯過(guò)濾器S102混合，然后進(jìn)入氧氣混合噴嘴M101，氧氣經(jīng)過(guò)濾器S101除掉固體顆粒后在這里加入循環(huán)氣中。冷卻后的反應(yīng)產(chǎn)品氣體進(jìn)到EO吸收塔C203的急冷部分。富吸收液離開(kāi)EO吸收塔的溫度為47℃，預(yù)熱到105℃后進(jìn)入EO汽提塔頂部，塔頂出料(EO/H2O)進(jìn)入輕組分脫除和EO精制部分。急冷排放液中的EO在急冷排放解吸塔C205中回收，解吸介質(zhì)為直接通入蒸汽。循環(huán)氣壓縮機(jī)出口引出一股較大的物流，去二氧化碳吸收塔脫除C02。用CO2解吸塔頂部出料做加熱介質(zhì)，用清潔的冷凝液使物流飽和。在氣體冷凝器E202中，這股氣體被壓縮機(jī)出口旁路通過(guò)CO2脫除系統(tǒng)的循環(huán)氣冷卻到70℃，部分水從氣體中分離出來(lái)，在E202中循環(huán)氣從58℃被加熱到87℃。當(dāng)罐V201的液位降到正常值時(shí)，閥門(mén)自動(dòng)關(guān)閉。來(lái)自碳酸鹽閃蒸罐V202的液體在CO2解吸塔C202中，用再沸器和直接蒸汽使之解吸，操作壓力接近于大氣壓。EO解吸塔頂蒸汽大約含60%EO和40%的水，先在E208中預(yù)熱EO解吸塔的進(jìn)料，然后和輕組分塔頂物一起進(jìn)到解吸塔塔頂冷卻器E301中，溫度從79℃被冷卻到47℃。在輕組分塔中，COC2H4和其他溶解在EO水溶液中的輕組分和部分EO蒸汽一起脫除。EO精制塔塔釜主要是含有乙二醇、醛和至少30%wt環(huán)氧乙烷的水溶液，也送到400的乙二醇反應(yīng)器。產(chǎn)品第一冷卻器：產(chǎn)品第一冷卻器通過(guò)加入外界冷量，將氣體從240℃冷卻到202℃。輸入物料輸出物料溫度℃150234壓力Mpa序號(hào)組分分子量1N2摩爾流量Kmol/h摩爾分率%質(zhì)量流量Kg/h質(zhì)量分率%摩爾流量Kmol/h摩爾分率%質(zhì)量流量Kg/h質(zhì)量分率%2Ar3O24CH45C2H46C2H67CO28C2H4O9CH3CHO10H2O11C2H6O2合計(jì) 環(huán)氧乙烷吸收塔（1）該塔用純水作為吸收劑，吸收塔的溫度為47℃。（2）二氧化碳的吸收率=（3）計(jì)算過(guò)程1）被吸收的物料的量=進(jìn)料量吸收率二氧化碳的吸收量=二氧化碳的進(jìn)料量二氧化碳的吸收率=注：其他組分沒(méi)有被吸收2)二氧化碳吸收系統(tǒng)中循環(huán)物料量=進(jìn)料量被吸收的量循環(huán)物料中二氧化碳的量== Kmol/h注：由于其他組分未被吸收，所以循環(huán)物料中其他組分的量等于其進(jìn)料量輸入物料輸出物料二氧化碳吸收系統(tǒng)進(jìn)料排放物料序號(hào)組分摩爾流量Kmol/h摩爾分率摩爾流量Kmol/h摩爾分率摩爾流量Kmol/h摩爾分率1N22Ar3O24CH45C2H46C2H67CO28C2H4O9CH3CHO10H2O11C2H6O2小計(jì)合計(jì)輸出物料總量輸入物料輸出物料二氧化碳吸收系統(tǒng)進(jìn)料吸收二氧化碳量循環(huán)物料溫度℃79壓力Mpa序號(hào)組分摩爾流量Kmol/h摩爾分率摩爾流量Kmol/h摩爾分率摩爾流量Kmol/h摩爾分率1N22Ar3O24CH45C2H46C2H67CO28C2H4O9CH3CHO10H2O11C2H6O2小計(jì)合計(jì)輸出物料總量 環(huán)氧乙烷解吸塔（C204）（1)%解吸出來(lái)，其余的隨塔釜液離開(kāi)。 環(huán)氧乙烷塔頂冷凝器（E302A）(1)解吸塔塔頂冷卻器中不凝物組要是COC2H4和EO，在解吸塔頂冷卻器E302A中被冷卻到15℃，不凝氣進(jìn)行尾氣處理。輕組分塔釜的EO，用泵打到EO精制塔中。反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)料溫度為T(mén)1=150℃()，反應(yīng)溫度為T(mén)=234℃()；出料溫度T2=234℃()；轉(zhuǎn)化率為10%，選擇性為80%，空速為4000/h。B：入口溫度為T(mén)1=207℃= 出口溫度為T(mén)2=138℃=（2）基準(zhǔn)溫度T0=（3）進(jìn)出物料量相等（4）計(jì)算過(guò)程1)由公式由以上兩式可得：氣體帶入的焓值同理：氣體帶走的焓值所以：反應(yīng)器的熱量=+10 J/mol2）同理可以計(jì)算：反應(yīng)器的熱量=+10 J/mol E101 A熱量衡算結(jié)果表輸入物料輸出物料基準(zhǔn)物單質(zhì)單質(zhì)基準(zhǔn)相態(tài)氣相氣相基準(zhǔn)溫度K溫度K序號(hào)組分ni(Kmol/h)標(biāo)準(zhǔn)生成焓(KJ/mol)熱容積分(J/mol)Hi(J/mol)ni(Kmol/h)標(biāo)準(zhǔn)生成焓(KJ/mol)熱容積分（J/mol)Hi(J/mol)1氮?dú)?+03+080+03+082氬氣0+03+080+03+093氧氣0+03+090+03+094甲烷+03+11+03+115乙烯+03+11+03+116乙烷+03+10+03+107二氧化碳+03+11+03+118環(huán)氧乙烷+03+07+03+079乙醛+03+00+03+0010水+03+10+03+1011乙二醇+03+00+04+00合計(jì)+04+11+04+11反應(yīng)熱Q+10J/mol E101 B 熱量衡算結(jié)果表輸入物料輸出物料基準(zhǔn)物單質(zhì)單質(zhì)基準(zhǔn)相態(tài)氣