課件環(huán)氧乙烷生產(chǎn)1概要資料

《有機(jī)化工生產(chǎn)(shēngchǎn)技術(shù)》石化系：劉小雋第一頁，共23頁。學(xué)習(xí)(xuéxí)情境二環(huán)氧乙烷生產(chǎn)環(huán)氧乙烷用途(yòngtú)簡(jiǎn)介1任務(wù)一認(rèn)識(shí)生產(chǎn)裝置(zhuāngzhì)和工藝過程2任務(wù)二反應(yīng)崗操作條件影響分析33任務(wù)三氧化反應(yīng)崗位操作4415任務(wù)四環(huán)氧乙烷精制崗位操作第二頁，共23頁。任務(wù)一認(rèn)識(shí)生產(chǎn)(shēngchǎn)裝置和工藝過程一、環(huán)氧乙烷二、認(rèn)識(shí)(rènshi)生產(chǎn)裝置和工藝過程第三頁，共23頁。具體(jùtǐ)學(xué)習(xí)任務(wù)一、認(rèn)識(shí)環(huán)氧乙烷二、了解環(huán)氧乙烷生產(chǎn)現(xiàn)狀三、根據(jù)任務(wù)(rènwu)介紹初步畫生產(chǎn)裝置框圖四、學(xué)習(xí)具體生產(chǎn)裝置的框圖五、識(shí)讀具體生產(chǎn)工藝流程圖畫圖識(shí)圖第四頁，共23頁。任務(wù)一認(rèn)識(shí)生產(chǎn)(shēngchǎn)裝置和工藝過程344環(huán)氧乙烷用途簡(jiǎn)介簡(jiǎn)稱EO主要用于制造乙二醇（EDC）。生產(chǎn)乙醇胺類產(chǎn)品，如一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺。乙二醇醚類，可以做溶劑、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料(ránliào)添加劑。表面活性劑，多元醇、聚酯纖維和薄膜、合成洗滌劑、非離子表面活性劑、增塑劑和潤(rùn)滑劑、消毒劑、熏蒸劑、火箭推進(jìn)劑、石油抗乳化劑、洗滌劑等。第五頁，共23頁。任務(wù)一認(rèn)識(shí)生產(chǎn)裝置和工藝(gōngyì)過程一、環(huán)氧乙烷生產(chǎn)(shēngchǎn)方法1、氯醇法2、乙烯直接氧化法第六頁，共23頁。

1、氯醇法1914年工業(yè)上開始(kāishǐ)氯醇法1925年UCC公司建成了世界上第一個(gè)工廠生產(chǎn)原理：氯氣和水生成次氯酸，乙烯經(jīng)次氯酸化生成氯乙醇，氯乙醇與氫氧化鈣生成環(huán)氧乙烷。特點(diǎn)：消耗大量的氯氣、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、生產(chǎn)成本高、污染大、危險(xiǎn)性大、產(chǎn)品純度低等不利因素，副產(chǎn)物的處理難度大，污水COD值高，處理困難，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)臟亂，對(duì)人體危害極大等缺點(diǎn)?，F(xiàn)已逐漸被淘汰。第七頁，共23頁。2、乙烯(yǐxī)直接氧化法兩種：空氣(kōngqì)氧化法，氧氣氧化法。1931年法國(guó)催化劑公司發(fā)現(xiàn)1937年美國(guó)UCC公司建成第一個(gè)空氣(kōngqì)直接氧化法工廠1958年Shell公司氧氣直接氧化法首次實(shí)現(xiàn)工業(yè)化目前：荷蘭Shell、美國(guó)SD及UCC公司（美國(guó)聯(lián)合碳化，最大）擁有生產(chǎn)技術(shù)的主要者第八頁，共23頁。2、乙烯(yǐxī)直接氧化法氧氣氧化法技術(shù)先進(jìn)，適宜大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品純度高，設(shè)備體積小，放空量少，乙烯損失也少。氧氣法的流程較短，設(shè)備少，建廠投資可減少15%～30%用純氧作氧化劑可提高(tígāo)進(jìn)料的濃度和選擇性，乙烯單耗低、催化劑生產(chǎn)能力大、投資省、能耗低，成本大約為空氣法的90%。反應(yīng)溫度低，有利于延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。第九頁，共23頁。任務(wù)(rènwu)某企業(yè)環(huán)氧乙烷生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為年產(chǎn)5萬噸/a。采用高純度乙烯和氧氣按一定比例，在甲烷作致穩(wěn)劑及銀催化劑作用下，氣相反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷，環(huán)氧乙烷在吸收塔用水吸收后與其它氣體分離，含環(huán)氧乙烷的富吸收液經(jīng)過解吸分離出產(chǎn)品。解吸出的環(huán)氧乙烷水溶液脫除輕組分，然后將含較低濃度產(chǎn)品水溶液送到產(chǎn)品精制塔，塔頂?shù)酶呒兌拳h(huán)氧乙烷產(chǎn)品。目前企業(yè)招收一批新員工，經(jīng)過企業(yè)三級(jí)安全教育之后的新員工即將參加生產(chǎn)工藝培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后將成為環(huán)氧乙烷生產(chǎn)裝置的操作工人，首要任務(wù)是了解裝置的生產(chǎn)方法(fāngfǎ)和原理，熟悉和掌握生產(chǎn)工藝流程的組織。試畫框圖(kuàngtú)第十頁，共23頁。試畫框圖(kuàngtú)根據(jù)任務(wù)(rènwu)介紹試畫流程框圖結(jié)合(jiéhé)任務(wù)介紹，你能試著畫框圖嗎第十一頁，共23頁。一、認(rèn)識(shí)生產(chǎn)(shēngchǎn)裝置四部分構(gòu)成：乙烯氧化單元二氧化碳脫除單元環(huán)氧乙烷吸收(xīshōu)單元環(huán)氧乙烷精制單元實(shí)際生產(chǎn)中某具體工藝的劃分(huàfēn)：四部分，你能試著畫框圖嗎第十二頁，共23頁。一、認(rèn)識(shí)(rènshi)生產(chǎn)裝置第十三頁，共23頁。二、識(shí)讀工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)圖原料乙烯經(jīng)加壓后分別與稀釋劑甲烷、循環(huán)氣匯合進(jìn)入原料混合器1中與氧氣迅速而均勻混合達(dá)到安全組成，再加入微量抑制劑二氯乙烷。原料混合氣與反應(yīng)后的氣體換熱，預(yù)熱到一定溫度，進(jìn)入裝有銀催化劑的列管式固定床反應(yīng)器2。反應(yīng)器操作壓力(yālì)2.02Mpa,反應(yīng)溫度498～548K,空間速度為4300h-1左右。乙烯單程轉(zhuǎn)化率12%，對(duì)環(huán)氧乙烷的選擇性為79.6%。反應(yīng)器采用加壓熱水沸騰移熱，并副產(chǎn)高壓蒸汽。實(shí)際(shíjì)生產(chǎn)中具體工藝怎樣？試著閱讀文字并畫圖第十四頁，共23頁。二、識(shí)讀工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)圖反應(yīng)后氣體可產(chǎn)生中壓蒸汽并預(yù)熱原料混合氣，而自身(zìshēn)冷卻到360K左右，進(jìn)入環(huán)氧乙烷吸收塔4。該塔頂部用來自環(huán)氧乙烷解吸塔7的循環(huán)水噴淋，吸收反應(yīng)生成的環(huán)氧乙烷。未被吸收的氣體中含有許多未反應(yīng)的乙烯，其大部分作為循環(huán)氣經(jīng)循環(huán)機(jī)升壓后返回反應(yīng)器循環(huán)使用。為控制原料氣中氬氣和烴類雜質(zhì)在系統(tǒng)中積累，可在循環(huán)機(jī)升壓前間斷排放一部分送去焚燒。為保持反應(yīng)系統(tǒng)中二氧化碳含量＜9%，需把部分氣體送二氧化碳脫除系統(tǒng)處理，脫除CO2后再返回循環(huán)系統(tǒng)。第十五頁，共23頁。二、識(shí)讀工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)圖從環(huán)氧乙烷吸收塔底部排出的環(huán)氧乙烷水溶液進(jìn)入環(huán)氧乙烷解吸塔7，目的是將產(chǎn)物環(huán)氧乙烷通過汽提從水溶液中解吸出來。解吸出來的環(huán)氧乙烷、水蒸氣及輕組分進(jìn)入該塔冷凝器，大部分水及重組分冷凝后返回環(huán)氧乙烷解吸塔，未冷凝氣體與乙二醇原料解吸塔頂蒸氣及環(huán)氧乙烷精餾塔頂餾出液匯合后，進(jìn)入環(huán)氧乙烷再吸收塔8。環(huán)氧乙烷解吸塔釜液可作為環(huán)氧乙烷吸收塔4的吸收劑。在環(huán)氧乙烷再吸收塔中，用冷的工藝水作為吸收劑，對(duì)解吸后的環(huán)氧乙烷進(jìn)行再吸收，二氧化碳與其它(qítā)不凝氣體從塔頂排空，釜液含環(huán)氧乙烷的體積分?jǐn)?shù)約8.8%，進(jìn)入乙二醇原料解吸塔。第十六頁，共23頁。二、識(shí)讀工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)圖在乙二醇原料解吸塔中，用蒸汽加熱進(jìn)一步汽提，除去水溶液中的二氧化碳和氮?dú)?，釜液即可作為生產(chǎn)乙二醇的原料或再精制為高純度的環(huán)氧乙烷產(chǎn)品(chǎnpǐn)。在環(huán)氧乙烷解吸塔中，由于少量乙二醇的生成，具有起泡趨勢(shì)，易引起液泛，生產(chǎn)中要加入少量消泡劑。第十七頁，共23頁。二、識(shí)讀工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)圖環(huán)氧乙烷精制塔10以直接蒸汽加熱，上部脫甲醛，中部脫乙醛，下部脫水?？克攤?cè)線采出質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99.99%的高純度環(huán)氧乙烷產(chǎn)品中部側(cè)線采出含少量乙醛的環(huán)氧乙烷并返回乙二醇原料解吸(jiěxī)塔塔釜液返回精制塔中部塔頂餾出含有甲醛的環(huán)氧乙烷，返回乙二醇原料解吸(jiěxī)塔以回收環(huán)氧乙烷。第十八頁，共23頁。乙烯氧化生產(chǎn)(shēngchǎn)環(huán)氧乙烷的工藝流程圖第十九頁，共23頁。乙烯氧化生產(chǎn)(shēngchǎn)環(huán)氧乙烷的工藝流程圖流程總結(jié)(zǒngjié)：原料混合預(yù)熱：熱介質(zhì)產(chǎn)物反應(yīng)：固定床反應(yīng)器，加壓水移熱控溫產(chǎn)品冷卻分離：冷介質(zhì)：水、混合原料分離方法：吸收、精餾物理吸收化學(xué)吸收吸收劑可循環(huán)使用，則兩塔

1、石化生產(chǎn)常用(chánɡyònɡ)的冷卻介質(zhì)？2、H2、CH4、C2H4中含有H2S，采用堿洗（NaOH）吸收脫除，畫出流程提示：物理、化學(xué)吸收？幾塔？第二十頁，共23頁。針對(duì)(zhēnduì)流程的基本問題選擇題1、環(huán)氧乙烷生產(chǎn)需要的反應(yīng)器是AA列管式固定床反應(yīng)器B流化床2、環(huán)氧乙烷生產(chǎn)需要的抑制劑是BA甲烷B二氯乙烷3、環(huán)氧乙烷生產(chǎn)需要的用移熱AA加壓熱水B聯(lián)苯醚4、反應(yīng)氣中的環(huán)氧乙烷需要用吸收AA水B甲烷5、保持反應(yīng)系統(tǒng)中二氧化碳含量＜9%，把部分反應(yīng)后氣體送二氧化碳脫除系統(tǒng)處理AA需要B不需要6、設(shè)環(huán)氧乙烷解吸塔目的是將通過汽提從溶液中解吸出來AA環(huán)氧乙烷、水B環(huán)氧乙烷、碳酸鉀7、環(huán)氧乙烷精制塔的分離原理(yuánlǐ)是AA精餾B吸收8、環(huán)氧乙烷生產(chǎn)需要的致穩(wěn)劑是BA甲烷B二氯乙烷9、乙烯直接氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的催化劑是A銀B銅網(wǎng)絡(luò)課程上有，請(qǐng)完成(wánchéng)，并提交第二十一頁，共23頁?！局R(shí)(zhīshi)拓展】一、環(huán)氧乙烷產(chǎn)品的主要危險(xiǎn)性環(huán)氧乙烷沸點(diǎn)10.5℃，常壓下是有乙醚的氣味，高濃度有刺激臭味，環(huán)氧乙烷對(duì)眼睛、皮膚和粘膜有嚴(yán)重刺激，它能引起皮膚過敏，吸入環(huán)氧乙烷能對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)等產(chǎn)生影響(如惡心、持續(xù)性嘔吐、頭痛、肌肉衰弱、麻痹)。環(huán)氧乙烷易溶于水，水溶液對(duì)皮膚有嚴(yán)重刺激。為了避免與環(huán)氧乙烷氣體和溶液接觸，受污染的皮鞋應(yīng)扔掉，受污染衣服應(yīng)洗滌涼干后再用。水溶液中環(huán)氧乙烷嚴(yán)重刺激眼睛，在處理產(chǎn)品液體或溶液時(shí)，應(yīng)戴防護(hù)面罩和護(hù)目鏡。若濺入眼中，應(yīng)立即水沖洗10分鐘，并送醫(yī)院觀察。如果吸入產(chǎn)品蒸汽，應(yīng)將受害者移至安全新鮮空氣處，假如停止呼吸則實(shí)施人工呼吸，立即送醫(yī)院觀察。若誤食環(huán)氧乙烷，不得催吐，適當(dāng)飲水(0.25升)立即送醫(yī)院。環(huán)氧乙烷爆炸極限為3.6-80％，加熱到560℃即使缺乏空氣也將爆炸性分解，在有酸、堿或鹵化物，鐵、鋁、等金屬氧化物存在下，液體環(huán)氧乙烷在環(huán)境溫度非常容易爆聚。環(huán)氧乙烷熱聚開始于1OO℃，一旦開始鐵將成為加速劑，溫度失控，聚合被自動(dòng)加速產(chǎn)生爆炸性分解，慢性聚合同樣可能發(fā)生，產(chǎn)生固體聚合物，其熱較穩(wěn)定。環(huán)氧乙烷泄漏時(shí)，不懂生產(chǎn)人員首先撤離現(xiàn)場(chǎng)，用大量水稀釋，這樣可提高閃點(diǎn)，減少燃燒的可能性，注意由于水溫可能高于EO溫度，水量不夠的話可加速EO蒸發(fā)量。由于環(huán)氧乙烷的水溶液同樣可產(chǎn)生易燃易爆蒸汽，必須大量水沖洗，用24倍以上的水稀釋，在環(huán)境溫度下低于1%的水溶液，產(chǎn)生的蒸汽在空氣中是不燃的。要防止泄漏液體進(jìn)入地溝，留下潛在危險(xiǎn)，如果大量泄漏要通知有關(guān)部門，特別是消防部門。環(huán)氧乙烷密度