【導(dǎo)讀】目前，在乙烯系列的產(chǎn)品中，環(huán)氧乙烷在乙烯系統(tǒng)的產(chǎn)量僅次于聚乙烯，占第二。也是一種非常重要的精細(xì)化工原料。環(huán)氧乙烷直接使用價(jià)值很小，98%以上轉(zhuǎn)化為各種。在環(huán)氧乙烷工業(yè)衍生物中，乙二醇占有最大的比重，即環(huán)氧乙烷主要是用來制造乙二醇，其次是生產(chǎn)表面活性劑等。此外還用于制造醫(yī)藥、乙醇胺、油品添加劑、農(nóng)藥乳化劑以及殺蟲劑等。環(huán)氧乙烷的發(fā)展歷史是漫長的。為環(huán)氧乙烷生產(chǎn)的唯一方法，直到50年代中期此法仍占有絕對優(yōu)勢。環(huán)氧乙烷是無色的液體。環(huán)氧乙烷易燃易爆，在空氣中的爆炸范圍為3—100%。環(huán)氧乙烷有一定毒性，在空氣中允許濃度為。易長途運(yùn)輸，因此有強(qiáng)烈的地域性。高溫消毒的物品。環(huán)氧乙烷也被廣泛用于消毒醫(yī)療用品諸如繃帶、縫。環(huán)氧乙烷有殺菌作用，對金屬不腐蝕，無殘留氣味，因此可用材料的氣體殺菌劑。環(huán)氧乙烷用熏蒸劑常用于糧食、食物的保藏。外，國內(nèi)環(huán)氧乙烷的非乙二醇產(chǎn)品多數(shù)供不應(yīng)求，每年要大量進(jìn)口。產(chǎn)，從環(huán)氧乙烷合成乙二醇的技術(shù)，

　　

【正文】 0 0 0 FF Mol,% 0 0 0 0 0 100 mol 0 RC Mol,% 0 100 mol 0 0 SPC Mol,% 0 0 100 mol 0 SRC 蘇州科技學(xué)院 化工工藝設(shè)計(jì)說明書 第 20 頁 Mol,% 0 100 6 工藝流程及控制點(diǎn)說明 工藝流程說明 環(huán)氧乙烷反應(yīng)系統(tǒng)工藝流程 1 主流程 （ 1）原料流程 原料乙烯、氧氣和致穩(wěn)氮?dú)鈦碜越鐓^(qū)，他們與循環(huán)物料氣的混合氣體站 (H102)充分混合后，進(jìn)入氣－氣換熱器（ E111）與反應(yīng)生成氣換熱并預(yù)熱到指一定溫度后，從填充銀催化劑的列管式固定床反應(yīng)器（ D110）的上部進(jìn)入催化床層，在一定溫度（ 220260℃）和壓力（ 2Mpa）下，進(jìn)行氧化反應(yīng)。 （ 2）吸收流程 已反應(yīng)的氣體自氧化反應(yīng)器（ D110）下部流出，進(jìn)入氣－氣換熱器（ E111） ,被反應(yīng)原料氣冷卻后進(jìn)入環(huán)氧乙烷水吸收塔（ D115）。 在吸收塔中，以水做吸收劑，吸收反應(yīng)氣體中的產(chǎn)物環(huán)氧乙烷。吸收劑水自塔上部進(jìn)入，環(huán)氧乙烷吸收液自塔中部流入，進(jìn)入環(huán)氧乙烷精制流程。為提高環(huán)氧乙烷的吸收率和避免循環(huán)氣中二氧化碳的積累，從吸收塔頂部排出的氣體，一部分（ 90%）循環(huán)回蘇州科技學(xué)院 化工工藝設(shè)計(jì)說明書 第 21 頁 反應(yīng)器，另一小部分送至二氧化碳吸收裝置，用熱碳酸鉀溶液脫除掉副反應(yīng)所生成的二氧化碳。 從吸收塔頂部出來的吸收氣，一部分作為循環(huán)排放氣排至蒸汽加熱器（ B110）中燒掉：另一部分作為循 環(huán)氣與致穩(wěn)氣氮?dú)膺M(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)（ C110） ,加壓后，混合氣大約有十分之一送至二氧化碳脫除流程，脫除二氧化碳后，再返回至循環(huán)氣系統(tǒng)：一部分經(jīng)添加抑制劑二氯乙烷后，進(jìn)入氧氣混和器（ H102） ,與原料乙烯，氧氣混合，成為原料氣。 2 輔助流程 （ 1）熱油循環(huán)流程 乙烯的環(huán)氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其副反應(yīng)為乙烯完全氧化為二氧化碳和水的反應(yīng)，更是強(qiáng)放熱反應(yīng)。故在反應(yīng)過程中應(yīng)及時(shí)將反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱移走，否則不僅會(huì)使選擇性下降，甚至還會(huì)產(chǎn)生飛溫現(xiàn)象。本工藝流程方案中，用礦物油做冷卻劑，移走反應(yīng)熱。流程如下： 循環(huán)載熱的熱 油經(jīng)過熱油冷卻器（ E110）冷卻后，進(jìn)入氧化反應(yīng)器（ D110）的上部，吸收反應(yīng)熱會(huì)后從反應(yīng)器下部流出。由于此時(shí)熱油溫度較高，為防止熱膨脹使輸油管變形，應(yīng)與熱油膨脹罐（ F110）連接。同時(shí)為了補(bǔ)充循環(huán)過程中的礦物油損失，應(yīng)在設(shè)一熱油儲(chǔ)罐（ F110） ,并以 2kg/cm2的蒸汽加熱，經(jīng)加熱的熱油由輸送泵（ G115）輸出，與反應(yīng)器下部流出的高溫?zé)嵊突旌虾?，油熱泵?G110）送入熱油冷卻器（ E110） ,如此不斷循環(huán)。 （ 2）蒸汽流程 在熱油冷卻器（ E110）中，熱油在換熱冷卻的同時(shí)產(chǎn)生高壓蒸汽，一部 分送至用戶，另一部分進(jìn)入蒸汽加熱氣（ B110）進(jìn)一步提高熱位。蒸汽加熱氣（ B110）以燃料油及吸收塔中排出氣等作燃料，進(jìn)入空氣燃燒，來加熱蒸汽，產(chǎn)生高熱位蒸汽，經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)（ C110） ,減壓變?yōu)榈蛪赫羝?，作為流程中其它設(shè)備熱源之用。 （ 3）抑制劑流程 為抑制副反應(yīng)，氧化反應(yīng)過程中需有抑制劑二氯乙烷（ EDC）加入，用中壓氮?dú)庾鬏d氣。抑制劑由抑制劑罐（ F1308）送入抑制劑蒸發(fā)器（ F30A），經(jīng)加熱蒸發(fā)與壓縮后的致穩(wěn)氣，循環(huán)氣混合，進(jìn)入混合器。 二氧化碳脫除系統(tǒng)工藝流程 脫二氧化 碳循環(huán)氣流程 經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)（ C110）加壓后，循環(huán)氣的一部分進(jìn)入接觸塔（ D210），與來自再生塔后由塔頂排出，進(jìn)入脫二氧化碳冷卻器（ D211）的碳酸鉀溶液作用，脫去二氧化碳后又塔頂排出，進(jìn)入脫二氧化碳冷卻器（ E211），經(jīng)冷卻后夾帶著冷凝的碳酸鉀溶液的循環(huán)氣進(jìn)入接觸分離罐（ F210）進(jìn)行氣液分離。分離出來的液體則送入再生塔（ D220）蘇州科技學(xué)院 化工工藝設(shè)計(jì)說明書 第 22 頁 進(jìn)行再生處理。 碳酸鉀溶液循環(huán)系統(tǒng) 接觸塔（ D210）中，來自再生塔的貧碳酸鉀溶液與循環(huán)氣體中的二氧化碳重用，碳酸鉀轉(zhuǎn)化為碳酸氫鉀，塔釜的富碳酸鉀 碳酸氫 鉀溶液送至再生塔（ D220）的上部，再生后由塔釜經(jīng)碳酸鹽溶液泵（ G220）送入接觸塔（ D210）上部循環(huán)使用。為補(bǔ)充循環(huán)回路中總的碳酸鹽溶液，另設(shè)碳酸鹽溶液槽及儲(chǔ)槽。碳酸鹽溶液槽（ F231）中，脫鹽水溶解固體碳酸鉀。生成的碳酸鉀溶液進(jìn)入碳酸鹽貯槽（ F320），再生碳酸鹽輸送泵（ G230）送出，與再生后的碳酸鹽溶液混合后經(jīng)碳酸鹽溶液泵（ G220）進(jìn)入接觸塔。 再生塔流程 再生塔中，吸收二氧化碳后的碳酸鹽溶液加熱再生，生成的二氧化碳由塔頂排出，經(jīng)再生塔冷卻器（ E221）氣液分離后，二氧化碳 排空，再生塔冷卻器及直線分離器分離出的碳酸鹽溶液進(jìn)入再生塔再生。再生塔塔釜處的再沸器（ E220）用 2kg/cm2的低壓蒸汽加熱，冷凝液送入再沸器凝液罐（ F240）。為防止接觸塔和再生塔內(nèi)的堿液起泡，可根據(jù)需要在堿液中定期注入消泡劑，應(yīng)另設(shè)消泡劑壓入器（ H222），消泡劑由此處送出與再生塔塔釜混合后，進(jìn)入再沸器加熱。 控制點(diǎn)說明 環(huán)氧乙烷反應(yīng)系統(tǒng)控制點(diǎn) 蒸汽加熱器（ B110）進(jìn)氣控制點(diǎn)：此控制點(diǎn)為一流量控制點(diǎn)，用以調(diào)節(jié)進(jìn)入加熱器的空氣量，以便加熱器內(nèi)的燃料充分燃燒。 熱油冷卻器（ E110）出口蒸汽控制點(diǎn)：此控制點(diǎn)為液位控制點(diǎn)，通過控制冷卻器出口蒸汽量，穩(wěn)定熱油冷卻溫度。 熱油儲(chǔ)罐（ F115）液位控制點(diǎn)：此控制點(diǎn)為液位控制點(diǎn)，為防止熱油冷卻凝結(jié)，儲(chǔ)罐內(nèi)同蒸汽加熱，它通過控制所加熱氣量調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐液位。 氣 氣換熱器（ F115）液位控制點(diǎn)：此控制點(diǎn)為壓力控制點(diǎn)，用以調(diào)節(jié)控制進(jìn)口反應(yīng)原料壓力。 吸收塔（ D115）出口混合分離器控制點(diǎn)：此控制點(diǎn)為壓力控制點(diǎn)，用以控制循環(huán)反應(yīng)氣量及循環(huán)排空氣量。 吸收塔（ D115）塔釜液位控制點(diǎn)：此控制點(diǎn)為液位控制點(diǎn)，由 于循環(huán)吸收氣所夾帶液位在塔釜積累，此控制點(diǎn)可是塔釜液位控制在一定范圍內(nèi)。 二氧化碳脫除系統(tǒng)控制點(diǎn) 接觸塔（ D210）塔釜液位控制點(diǎn)：此控制點(diǎn)為液位控制點(diǎn)，用以控制塔釜內(nèi)的蘇州科技學(xué)院 化工工藝設(shè)計(jì)說明書 第 23 頁 碳酸鹽溶液液位高度，通過調(diào)節(jié)送往再生塔的碳酸鹽溶液量，使接觸塔塔釜液位保持在一定液位。 碳酸鹽儲(chǔ)槽（ F230）進(jìn)液控制點(diǎn)：此控制點(diǎn)為流量控制點(diǎn)，用以控制碳酸鹽溶液槽內(nèi)碳酸鹽溶液輸往儲(chǔ)槽的流量，使儲(chǔ)槽內(nèi)的溶液量保持在一定量。 接觸塔分離罐（ F210）出液控制點(diǎn)：此控制點(diǎn)為液位控制點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)送往再生塔的碳酸鹽 溶液量，穩(wěn)定分離罐內(nèi)分離出的溶液位。 再沸器（ E220）加熱蒸汽調(diào)節(jié)點(diǎn)：此控制點(diǎn)為流量控制點(diǎn)，通過控制進(jìn)入再沸器的加熱蒸汽流量，使再生塔保持在一定的熱解溫度。 直線分離器（ H221）出口控制點(diǎn)：此控制點(diǎn)為流量控制點(diǎn)，通過控制二氧化碳排空量，是直線分離器中氣液分離充分。 參考文獻(xiàn) [1]中國石化集團(tuán)上海工程有限公司 .化工工藝設(shè)計(jì)手冊（第四版） [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [2]崔克清 .化工工藝及安全 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [3]蘇均杰 .基本有機(jī)化工工藝學(xué)（第 二版） [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [4]馮新，宜愛國 .化工熱力學(xué) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [5]張曉娟 .精細(xì)化工反應(yīng)過程及設(shè)備 [M].北京：中國石化出版社， 2020 [6]陳敏恒 .化工原理（上） [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [7]王靜康 .化工設(shè)計(jì) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [8]郭鍇，唐小恒，周緒美 .化學(xué)反應(yīng)工程 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [9]時(shí)鈞，汪家鼎，余國琮，等 .化學(xué)工程手冊 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1996 [10]吳指南 主編 . 基 本有機(jī)化工工藝學(xué) (修訂版 ), 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 ,1990 [11]華東化工學(xué)院機(jī)械制圖教研組 編 . 化工制圖 , 北京 :高等教育出版社 , 1980 [12]楊學(xué)元 主編 .工程制圖基礎(chǔ) .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 .重慶大學(xué) ,2020 [13]上海醫(yī)藥工業(yè)設(shè)計(jì)院 編 . 化工工藝設(shè)計(jì)手冊 , 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,1986 [14]盧煥章 等 . 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