【正文】 EO EG MDEA MDEA+ H3O+ HCO3 CO3 (2)二氧化碳解析塔T0202二氧化碳吸收塔總共有20快理論板數(shù)，回流比為5。從二氧化碳解析塔塔頂T0202流出的氣相中主要含有二氧化碳和水，而塔底流出來的物料主要是MDEA的水溶液，經(jīng)過泵和換熱器加壓放熱后循環(huán)回吸收塔再利用。%（質量分數(shù)）。表44二氧化碳解析塔進出物流　進料物流塔頂出料塔底出料 C2H4 O2 CO2 CH4 N2 H2O EO EG MDEA MDEA+ H3O+ HCO3 CO3 (3)二氧化碳一級閃蒸和二氧化碳二級閃蒸℃.然后進入二氧化碳一級閃蒸罐，除去物料中的大部分水，提高二氧化碳濃度。二氧化碳一級閃蒸罐頂部出來的氣體經(jīng)過二次降溫將溫度降至10℃，然后進入二氧化碳二級閃蒸罐進行二次的閃蒸，%的二氧化碳氣體。由于在最初的二氧化碳和水的溶液中含有大量的水溶液，如果用一次閃蒸來制取二氧化碳，那么，我們要么只能的到大量的低純度二氧化碳，要么得到少量的高純度二氧化碳。二次閃蒸的使用既保證了制得的二氧化碳的量，有保證了二氧化碳的純度。..1物料性質環(huán)氧乙烷：（環(huán)氧乙烷生產(chǎn)工段有介紹）。氮氣：氮氣是無色無味的氣體，在空氣中含量高達，微溶于水。氮氣的化學性質極其的穩(wěn)定，很難發(fā)生反應，是良好的保護氣體。碳酸乙烯酯：是良好的有機劑，可以溶解多種的聚合物。在溫度大于35℃時，是無色透明的液體，當溫度小于35℃時形成結晶，所以碳酸乙烯酯在常溫下是針狀或片狀固體。碳酸乙烯酯的毒性很小，無腐蝕性。乙二醇：是無色、無臭、有甜味的粘稠液體，可與水、乙醇、乙醚等混溶。遇明火、高熱可燃。與氧化劑可發(fā)生反應。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。二甘醇（二乙二醇）：無色、無臭、開始有甜味回味苦的粘稠液體，具有吸濕性。與水混溶，不溶于苯、甲苯、四氯化碳。遇到明火或者在高溫的條件下可以燃燒。 反應原理：反應器R0301適用于碳酸乙烯酯生產(chǎn)的，環(huán)氧乙烷與二氧化碳在負載型雙核橋聯(lián)配合物催化劑的作用下生成碳酸乙烯酯，同時生成甲烷和一氧化碳兩種副產(chǎn)物。反應方程式如下： 主反應： C2H4O(EO)+CO2 C3H4O3(EC) 副反應： C2H4O CO+CH4 操作條件當反應溫度從90℃逐漸升高時，碳酸乙烯酯的產(chǎn)率明顯增大，當溫度升高至120140℃時，碳酸乙烯酯產(chǎn)率增加變得H2O+MDEA+ MDEA+H3O+緩慢；然后，隨著溫度的升高而降低。從熱力學角度看，由于合成碳酸乙烯酯的環(huán)加成反應為熵減少的放熱反應（△H=，△S0），因而純在一個溫度上限。從動力學角度看，在高溫下分子的熱運動加劇，CO2和碳酸乙烯酯難于在催化劑的表面形成穩(wěn)定的可逆吸附態(tài)，并且，在高溫下部分EO發(fā)生解離，造成催化劑上產(chǎn)物選擇性隨溫度的升高而下降。本工藝中的操作溫度為120℃。圖47EC轉化率隨溫度的變化（□）由實驗數(shù)據(jù)可知，在該反應中，提高壓力有利于目的產(chǎn)物產(chǎn)率`提高，壓力對于反應性能的影響不明顯。從反應方程式可以看出，在氣相反應中，主反應為體積縮小的反應，而副反應為體積增加的反應。提高壓力有利于主反應向正方向進行，副反應向負方向進行，有利于提高反應的選擇性。圖48EC轉化率隨壓力的變化當EO：，EC產(chǎn)率增大，,產(chǎn)物的產(chǎn)率會隨著摩爾比的增加而減小。所以在該項目中采用的進料比為EO：CO2=反應原理碳酸乙烯酯與水在NY2做催化劑的條件下反應生成乙二醇和二氧化碳，同時碳酸乙烯酯會和生成的乙二醇發(fā)生反應生成二甘醇和二氧化碳。其反應方程如下：主反應： 副反應： C3H4O3EC+C2H6O2EG C4H10O3(DEG)+CO2 反應動力學：操作條件EC水解反應為微放熱反應，提高反應溫度，可改變動力學過程，加速分子擴散，有利于催化劑活化EC的五元環(huán)，促進五元環(huán)的打開，進而發(fā)生水解反應或分解反應，分別得到目的產(chǎn)物EG和EO。較低溫度下，EO的選擇性較高，表明EC分解反應較強，隨著反應溫度提高，EC的轉化率和EG的選擇性提高，EG選擇性提高主要是因為EC分解反應得到抑制，EO選擇性下降，DEG的選擇性在溫度改變的條件下變化不大；溫度高于170。C，EC完全水解，從而消除EC與EG這一對共沸物，為EG的精餾提純提供可能。反應溫度的提高對EG的選擇性是有利的。該工藝流中選擇的操作溫度為170℃。NY2催化EC水解反應為并串聯(lián)反應，水越多，反應液越稀釋，抑制副反應，反應效果較好。水作為主反應的反應物，增加其用量，從而提高EC轉化率和EG選擇性是可以預見的，但出于節(jié)能降耗的目的，我們并不希望水比過大，在保證EC轉化率和EG選擇性的基礎上，水比降低更顯經(jīng)濟性。n(H20)／n(EC)為2～4時，可保EG選擇性高于98%。圖49乙二醇生產(chǎn)工段流程圖乙二醇生產(chǎn)工段主要包含了兩個反應器、乙二醇的分離以及廢氣中環(huán)氧乙烷的回收三方面的工藝。反應器R0301適用于碳酸乙烯酯生產(chǎn)的，環(huán)氧乙烷與二氧化碳在負載型雙核橋聯(lián)配合物催化劑的作用下生成碳酸乙烯酯，同時生成甲烷和一氧化碳兩種副產(chǎn)物。反應器R0302是用于生產(chǎn)乙二醇的，碳酸乙烯酯與水在NY2做催化劑的條件下反應生成乙二醇，同時生成副產(chǎn)物二甘醇和二氧化碳。反應方程如下：R0301反應方程：主反應： C2H4O(EO)+CO2 C3H4O3(EC)副反應： C2H4O CO+CH4R0302反應方程：主反應： 副反應： C3H4O3EC+C2H6O2EG C4H10O3(DEG)+CO2 其中,EO、EC、EG和DEG分別指的是環(huán)氧乙烷、碳酸乙烯酯、乙二醇和二甘醇。乙二醇生產(chǎn)的整個流程如圖所示，來自第一工段的環(huán)氧乙烷與來自第二工段的二氧化碳混合進入第一級壓縮機壓縮后與循環(huán)氣混合進入二級壓縮機壓縮。壓縮后的氣體與補充的氮氣混合進入換熱器E0301降溫后進入反應器R0301反應制取碳酸乙烯酯。反應器出來的物流直接進入閃蒸罐進行閃蒸分離，閃蒸罐頂部走的是反應剩下的反應物氣體及保護氣循環(huán)利用并保持部分馳放。馳放氣進入E0302降溫后進入吸收塔，用碳酸乙烯酯吸收氣體中的環(huán)氧乙烷，吸收塔塔頂出來的物料送入廢熱鍋爐，塔底出來的物料進入解析精餾塔解析。解析塔塔頂出來的環(huán)氧乙烷回收利用，塔底出來的吸收劑碳酸乙烯酯分出一小份進入儲罐，其余的進入泵P0301加壓后進入換熱器E0303降溫后進入吸收塔再吸收。從閃蒸罐出來的碳酸乙烯酯與水按比例混合后，經(jīng)過泵P0302加壓進入換熱器E0304預熱后與循環(huán)物料混合進入反應器反應生產(chǎn)乙二醇。反應器出口物料經(jīng)過減壓閥A6減壓后進入換熱器E0305降溫。降溫后的氣體進入分離二氧化碳和水精餾塔，塔頂出來的碳水混合物進入第二工段，塔底出來的物流進入乙二醇精餾塔，精餾分出物料中的乙二醇產(chǎn)品。塔頂出來的乙二醇進入第四工段進行精制，塔底出來的物流馳放一部分后循環(huán)利用。馳放的的物流同樣進入第四工段進行分離處理。碳酸乙烯酯生產(chǎn)本工藝中用的是列管式固定床反應器，，厚度11mm。是個等溫反應器，通過用循環(huán)水來保持固定床列管式反應器內的溫度。，溫度為120℃。圖410碳酸乙烯酯生產(chǎn)壓力和溫度在該反應中考慮發(fā)生的反應有兩個：第一、。第二、環(huán)氧乙烷分解生成甲烷和一氧化碳，圖411反應器反應方程乙二醇生產(chǎn)本工藝中用的是連續(xù)攪拌釜式反應器，，厚度21mm。是個等溫反應器，通過用循環(huán)水來保持固定床列管式反應器內的溫度。反應器內的壓力為4MPa，溫度為170℃。反應停留時間為10分鐘。圖412反應器溫度與壓力該反應過程用的是動力學反應器，考慮了兩個反應方別是：第一、碳酸乙烯酯與水反應生成乙二醇和二氧化碳，第二、碳酸乙烯酯和乙二醇反應生成二甘醇和二氧化碳：圖413主反應動力學圖414副反應動力學二氧化碳水分離塔總共有28塊理論板，物料從第12塊塔板流入，全塔壓降為60KPa。乙二醇精餾塔總共有40塊理論板，物料從第17塊塔板流入，全塔壓降為50KPa。兩塔的進出口物流如下表45所示表45二氧化碳水分離塔進出口物流　進料物流塔底出料塔頂出料 C2H4 O2 CO2 CH4 N2 H2O EO EG CO EC DEG 表46乙二醇精餾塔進出口物流　進料物流塔頂出料塔底出料 C2H4 O2 CO2 CH4 N2 H2O EO EG CO EC DEG 由于馳放氣中含有一定量的環(huán)氧乙烷，為了避免環(huán)氧乙烷的浪費，該工藝用碳酸乙烯酯作為吸收劑從吸收塔塔頂進入，與從塔底進入的氣體逆流吸收。%（質量分數(shù)），氣相出料中環(huán)氧乙烷的濃度為464PPM（質量分數(shù)）。%（質量分數(shù)）。圖415乙二醇精制工段流程圖來自第三工段的物流一中主要包含三個組分，分別是水、乙二醇和碳酸乙烯酯，在常壓下這三個組分的沸點分別為100℃、195℃和243℃—244℃。物流一進入換熱器E0401降溫后進入乙二醇隔壁精餾塔，在塔頂采出最輕的組分水，在塔底采出最重的組分碳酸乙烯酯，在塔中部采出組分乙二醇。來自第三工段的物流二中組要含有三個組分，分別是乙二醇、碳酸乙烯酯和二甘醇，在常壓下這三個組分的沸點分別是195℃、243℃244℃、245℃。物流二采用的是雙效精餾技術來分離組分中的乙二醇。物流二被分成兩股分別進入高壓塔（碳酸乙烯酯精餾塔2）和低壓塔（碳酸乙烯酯精餾塔1）。兩塔塔頂出來的乙二醇與隔壁精餾塔采出的乙二醇混合，經(jīng)過換熱器降溫，后進入乙二醇儲罐。塔底出來的碳酸乙烯酯和二甘醇混合物料進入結晶器結晶后分離出碳酸乙烯酯。乙二醇的精制該工藝中選擇的是隔壁精餾塔，預分離塔有11塊理論板，操作壓力為一個標準大氣壓。主塔有30塊理論板，操作壓力為1個標準大氣壓，塔頂為全冷凝，塔底有再沸器。主塔的回流比為6，側向采出為447kmol/h。乙二醇精餾塔的進出口的物料組成如下表47所示：表47乙二醇精制塔的進出口物料組成　進料物流塔頂采出側向采出塔釜采出 H2O EG EC DEG 從表中可以看出乙二醇被分離成兩種等級的產(chǎn)物，一種是高純度的優(yōu)等品嗎，濃度接近于1（質量分數(shù)），%（質量分數(shù)）屬于一等品。雙效精餾由（低位塔）碳酸乙烯酯精餾塔1和（高位塔）碳酸乙烯酯精餾塔2組成。來自第三工段物流二分成兩股，%進入高位塔，%進入地位塔。雙效精餾的進出口物料組成如下表48和表49所示：表48地位塔進出口物流組成　進料物流塔底回流塔頂采出塔釜采出 H2O EG EC DEG 表49高位塔進出口物流組成　進料物流塔頂回流塔頂采出塔釜采出 H2O EG EC DEG 乙二醇的生產(chǎn)全流程，考慮到工藝復雜流程長所以把整個流程分為四個工段，分別是環(huán)氧乙烷生產(chǎn)工段、二氧化碳吸收工段、乙二醇生產(chǎn)工段和乙二醇精制工段，在整個流程中采用的物性方法為UNIQUAC。由于二氧化碳吸收工段采用的是MDEA作為吸收劑，有離子參與反應所以將二氧化碳吸收工段獨立出來，采用物性方法為ELECNRTL。圖416乙二醇生產(chǎn)全流程世界可以提供EO催化劑技術的公司主要有英荷殼牌公司（shell）、美國科學設計公司（SD）、美國聯(lián)合碳化學公司（UCC）和日本觸煤化學株式會社（NSKK）四家。（1）shell催化劑目前，shell擁有高活性和高選擇性2種系列催化劑。高活性催化劑系列產(chǎn)品為S860、8686863，具有初始反應溫度低（220—235℃）、初始選擇性為81%%、活性與選擇性下降速度慢、不易發(fā)生飛溫等特點。高選擇性催化劑系列產(chǎn)品為S87880、882，工藝比較成熟，性能更加優(yōu)越。（2）SD催化劑20世紀80年代SD推出SD1105催化劑，在其基礎上經(jīng)過較長一段時間后開發(fā)了SD2100系列催化劑，其性能比SD1105上了一個臺階，目前我國吉林石化和獨山子石化2套EG裝置使用其中的SD2218催化劑。（3）YS催化劑燕山石化研究院1997研制開發(fā)成功了YS7系列高活性銀催化劑，