一、装置简介
环氧乙烷（EO）和乙二醇（EG）都是重要的化工原料，也是石油化工的产品，用途十分广泛。当前世界上EO／EG生产的主要技术为乙烯氧化工艺技术，即在银催化剂作用下乙烯和氧气直接氧化生成环氧乙烷（EO），再以EO为原料在无催化剂条件下直接水合生成乙二醇(EG)。
二、典型 EO／EG装置的工艺及特点
EO／EG生产工艺可分为两个工段，即环氧乙烷工段和乙二醇工段，又可大致分为五个系统，即环氧乙烷反应系统、EO回收和CO2脱除系统、轻组分脱除和EO精制系统、EG反应和多效蒸发及干燥系统、乙二醇精制及多乙二醇的分离系统。
典型的EO／EG装置的工艺流程如图2.24和图2.25所示。
1. 环氧乙烷反应系统
原料乙烯和纯氧与循环气混合后，进入固定床EO反应器，在高选择性银催化剂的作用下发生乙烯氧化反应，主反应生成环氧乙烷（EO）。同时发生副反应生成二氧化碳和水。反应产生的热量一部分随产物带走使其温度升高，其余部分由反应器壳程沸腾水汽化移走。产生的蒸汽用作乙二醇反应和回收单元的加热介质。另外，还生成少量的醛、酸类杂质。反应器产物经第一产物冷却器和反应器进出料换热器冷却。乙烯进料前经过脱硫床，以降低进料气中的硫含量，因为硫可降低EO催化剂的活性。如果原料乙烯中硫含量低于0.1×10-6，则脱硫床可以省掉。加入少量的甲烷作为气相反应的致稳气体，与用氮气作致稳气体相比，能够提高爆炸极限，从而可以在更高的氧气浓度下操作，这可以提高装置的生产能力。
2. EO回收和CO2脱除系统
反应器产物经冷却后进入环氧乙烷吸收塔的急冷段，气体中的杂质被吸收在碱性急冷液中，在EO反应器中生成的甲醛等醛类物质也在这里被部分除去。离开急冷段的气体物流进到吸收塔的上段，与贫吸收剂逆流接触，吸收其中的EO。从EO吸收塔塔顶出来的循环气，经循环气压缩机压缩后，部分直接循环到反应器原料系统，部分先送到二氧化碳脱除系统脱除二氧化碳后，再返回反应器原料系统，以维持循环气中的二氧化碳浓度不变。循环气体中CO2浓度低有利于提高EO催化剂的选择性，并延长其使用寿命。
CO2单元主要由CO2吸收塔和汽提塔组成。在CO2吸收塔中用热的碳酸钾溶液将CO2吸收下来后，塔顶气返回至反应器进料系统，塔釜生成的富碳酸钾溶液送至CO2汽提塔以移出吸收下来的CO2，并将再生的贫碳酸盐溶液用泵送回至CO2吸收塔。
3. 轻组分脱除和EO精制系统
EO汽提塔塔顶馏出物经空冷器、第二冷凝器、第三冷凝器冷却冷凝后，进入汽提塔塔顶物缓冲罐，在此轻组分被分离出来。轻组分经汽提塔塔顶尾气冷凝器进一步冷凝后，气体中的EO大部分被冷凝回到汽提塔顶缓冲罐，将残余的不凝气送至残余EO吸收塔中以回收环氧乙烷，残余EO吸收塔塔顶气经尾气压缩机压缩后返回EO吸收塔，含有EO的塔釜液送至EG汽提塔。汽提塔塔顶缓冲罐中的EO水溶液用泵送至脱轻组分塔，塔顶脱除的轻组分进入塔顶尾气冷凝器回收EO，塔釜物料的大部分送至EG反应器，另外一部分送至EO精制塔。EO精制塔的侧线采出高纯EO产品，经冷却后用泵送至高纯EO储罐。塔顶气经冷凝后和塔釜物料一起送到EG反应器，塔顶的不凝气排至尾气吸收塔以回收其中的EO。高纯EO储罐必须采用氮封，以防止空气漏入储罐内，并保持罐内的EO蒸气在非爆炸范围内。
4. EG反应和多效蒸发及干燥系统
来自轻组分塔釜的水／EO物流与工艺水混合，预热后进入管式EG反应器。环氧乙烷在此与水发生水合反应生成乙二醇，同时副产物为二乙二醇、三乙二醇及多乙二醇。所有EO都在EG反应器中转化。乙二醇水溶液的浓缩在多效蒸发系统中进行，第一个提浓塔的热源是EO反应器产生的中压蒸汽，最后一个提浓塔出来的低压蒸汽用于EO回收单元。经多效蒸发后的粗乙二醇和来自EG排放闪蒸塔的EG物流合并后首先在干燥塔中脱除水分，然后进入MEG精制工序。
5. 乙二醇精制及多乙二醇的分离系统
经干燥塔脱除水分的浓缩乙二醇溶液用泵送入MEG精制塔，在该塔侧线采出MEG产品，而塔顶物料进行回流。含有MEG、DEG、TEG等塔萃液则送至MEC回收塔，回收所含的MEG后，返回至干燥塔。在紧接的两个DEG塔、TEG塔中，DEG和TEG作为塔顶成品进行回收。TEG塔有少量釜液，其中含有四甘醇和多乙二醇。这股物料可以出售或焚烧掉。MEG，DEG和TEG成品冷却后，用泵送入产品储槽中。
三、介质特点
EO／EG生产装置中含有一些具有特殊性质的介质，包括环氧乙烷、乙二醇、氧气、二氧化碳和少量的氢气、有机酸等。环氧乙烷低温下为无色透明液体，常温下为无色带有醚刺激性气味的气体，沸点为10.4℃，闪点为-20℃。与水可以任何比例混溶，并能溶于常用有机溶剂和油脂。环氧乙烷是一种有机化合物，也是一种有毒的致癌物质为高度危害介质。环氧乙烷易燃易爆，按GB50160为甲类可燃气体介质。EO／EG装置中腐蚀性有害物质还有副反应产生的有机酸、醛等，虽然含量较低，但在有氧存在时也会引起碳钢材料的快速腐蚀。氧气管道上不应使用快开和快闭型阀门，阀门的阀盖、阀体垫片及填料不应采用易脱落碎屑、纤维的材料或可燃材料。用于氧气介质的阀门会有一些特殊的要求。
环氧乙烷反应中催化剂对铁锈十分敏感，铁锈会促进异常反应生成乙醛，降低转化率和选择性，严重地影响催化剂的寿命。环氧乙烷的管道和阀门都要进行化学清洗及钝化处理以清除表面污物和浮锈，使金属表面生产致密的钝化膜，保护材质不被进一步氧化。
环氧乙烷装置的配管设计，主要是对塔、换热器、罐、泵、反应器等设备的配管设计。
