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1、有机化工生产技术,石化系：刘小隽,学习情境二 环氧乙烷生产,环氧乙烷用途简介,任务一 认识生产装置和工艺过程,任务二 反应岗操作条件影响分析,3,任务三 氧化反应岗位操作,4,任务四 环氧乙烷精制岗位操作,任务一 认识生产装置和工艺过程,一、环氧乙烷 二、认识生产装置和工艺过程,具体学习任务,一、认识环氧乙烷 二、了解环氧乙烷生产现状 三、根据任务介绍初步画生产装置框图 四、学习具体生产装置的框图 五、识读具体生产工艺流程图 画图 识图,任务一 认识生产装置和工艺过程,3,4,4,环氧乙烷用途简介 简称EO 主要用于制造乙二醇（EDC）。 生产乙醇胺类产品，如一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺。 乙
2、二醇醚类，可以做溶剂、喷气式发动机燃料添加剂。表面活性剂，多元醇、聚酯纤维和薄膜、合成洗涤剂、非离子表面活性剂、增塑剂和润滑剂、消毒剂、熏蒸剂、火箭推进剂、石油抗乳化剂、洗涤剂等。,任务一 认识生产装置和工艺过程,一、环氧乙烷生产方法 1、氯醇法 2、乙烯直接氧化法,1、氯醇法,1914年工业上开始氯醇法 1925年UCC公司建成了世界上第一个工厂 生产原理： 氯气和水生成次氯酸，乙烯经次氯酸化生成氯乙醇，氯乙醇与氢氧化钙生成环氧乙烷。 特点： 消耗大量的氯气、设备腐蚀严重、生产成本高、污染大、危险性大、产品纯度低等不利因素，副产物的处理难度大，污水COD值高，处理困难，生产现场脏乱，对人体危
3、害极大等缺点。 现已逐渐被淘汰。,2、乙烯直接氧化法,两种：空气氧化法，氧气氧化法。 1931年法国催化剂公司发现 1937年美国UCC公司建成第一个空气直接氧化法工厂 1958年Shell公司氧气直接氧化法首次实现工业化 目前：荷兰Shell、美国SD及UCC公司（美国联合碳化，最大）拥有生产技术的主要者,2、乙烯直接氧化法,氧气氧化法 技术先进，适宜大规模生产，生产成本低，产品纯度高，设备体积小，放空量少，乙烯损失也少。 氧气法的流程较短，设备少，建厂投资可减少15%30% 用纯氧作氧化剂可提高进料的浓度和选择性，乙烯单耗低、催化剂生产能力大、投资省、能耗低，成本大约为空气法的90%。 反
4、应温度低，有利于延长催化剂的使用寿命。,任务,某企业环氧乙烷生产装置设计生产能力为年产5万吨/a。采用高纯度乙烯和氧气按一定比例，在甲烷作致稳剂及银催化剂作用下，气相反应生成环氧乙烷，环氧乙烷在吸收塔用水吸收后与其它气体分离，含环氧乙烷的富吸收液经过解吸分离出产品。解吸出的环氧乙烷水溶液脱除轻组分，然后将含较低浓度产品水溶液送到产品精制塔，塔顶得高纯度环氧乙烷产品。 目前企业招收一批新员工，经过企业三级安全教育之后的新员工即将参加生产工艺培训，培训合格后将成为环氧乙烷生产装置的操作工人，首要任务是了解装置的生产方法和原理，熟悉和掌握生产工艺流程的组织。,试画框图,试画框图,根据任务介绍试画流程
5、框图,结合任务介绍，你能试着画框图吗,一、认识生产装置,四部分构成： 乙烯氧化单元 二氧化碳脱除单元 环氧乙烷吸收单元 环氧乙烷精制单元,实际生产中某具体工艺的划分：四部分，你能试着画框图吗,一、认识生产装置,二、识读工艺流程图,原料乙烯经加压后分别与稀释剂甲烷、循环气汇合进入原料混合器1中与氧气迅速而均匀混合达到安全组成，再加入微量抑制剂二氯乙烷。 原料混合气与反应后的气体换热，预热到一定温度，进入装有银催化剂的列管式固定床反应器2。 反应器操作压力2.02Mpa,反应温度498548K,空间速度为4300h-1左右。乙烯单程转化率12%，对环氧乙烷的选择性为79.6%。 反应器采用加压热水
6、沸腾移热，并副产高压蒸汽。,实际生产中具体工艺怎样？试着阅读文字并画图,二、识读工艺流程图,反应后气体可产生中压蒸汽并预热原料混合气，而自身冷却到360K左右，进入环氧乙烷吸收塔4。 该塔顶部用来自环氧乙烷解吸塔7的循环水喷淋，吸收反应生成的环氧乙烷。 未被吸收的气体中含有许多未反应的乙烯，其大部分作为循环气经循环机升压后返回反应器循环使用。 为控制原料气中氩气和烃类杂质在系统中积累，可在循环机升压前间断排放一部分送去焚烧。 为保持反应系统中二氧化碳含量9%，需把部分气体送二氧化碳脱除系统处理，脱除CO2后再返回循环系统。,二、识读工艺流程图,从环氧乙烷吸收塔底部排出的环氧乙烷水溶液进入环氧乙
7、烷解吸塔7，目的是将产物环氧乙烷通过汽提从水溶液中解吸出来。 解吸出来的环氧乙烷、水蒸气及轻组分进入该塔冷凝器，大部分水及重组分冷凝后返回环氧乙烷解吸塔，未冷凝气体与乙二醇原料解吸塔顶蒸气及环氧乙烷精馏塔顶馏出液汇合后，进入环氧乙烷再吸收塔8。 环氧乙烷解吸塔釜液可作为环氧乙烷吸收塔4的吸收剂。 在环氧乙烷再吸收塔中，用冷的工艺水作为吸收剂，对解吸后的环氧乙烷进行再吸收，二氧化碳与其它不凝气体从塔顶排空，釜液含环氧乙烷的体积分数约8.8%，进入乙二醇原料解吸塔。,二、识读工艺流程图,在乙二醇原料解吸塔中，用蒸汽加热进一步汽提，除去水溶液中的二氧化碳和氮气，釜液即可作为生产乙二醇的原料或再精制为
8、高纯度的环氧乙烷产品。 在环氧乙烷解吸塔中，由于少量乙二醇的生成，具有起泡趋势，易引起液泛，生产中要加入少量消泡剂。,二、识读工艺流程图,环氧乙烷精制塔10以直接蒸汽加热，上部脱甲醛，中部脱乙醛，下部脱水。 靠塔顶侧线采出质量分数大于99.99%的高纯度环氧乙烷产品 中部侧线采出含少量乙醛的环氧乙烷并返回乙二醇原料解吸塔 塔釜液返回精制塔中部 塔顶馏出含有甲醛的环氧乙烷，返回乙二醇原料解吸塔以回收环氧乙烷。,乙烯氧化生产环氧乙烷的工艺流程图,乙烯氧化生产环氧乙烷的工艺流程图,流程总结： 原料混合预热：热介质产物 反应：固定床反应器，加压水移热控温 产品冷却分离： 冷介质：水、混合原料 分离方法
9、：吸收、精馏 物理吸收 化学吸收 吸收剂可循环使用，则两塔,1、石化生产常用的冷却介质？ 2、H2、CH4、C2H4中含有H2S，采用碱洗（NaOH）吸收脱除，画出流程 提示：物理、化学吸收？几塔？,针对流程的基本问题,选择题 1、环氧乙烷生产需要的反应器是 A A列管式固定床反应器 B流化床 2、环氧乙烷生产需要的抑制剂是 B A甲烷 B二氯乙烷 3、环氧乙烷生产需要的用 移热A A 加压热水 B 联苯醚 4、反应气中的环氧乙烷需要用 吸收A A 水 B 甲烷 5、保持反应系统中二氧化碳含量9%， 把部分反应后气体送二氧化碳脱除系统处理A A 需要 B 不需要 6、设环氧乙烷解吸塔目的是将
10、通过汽提从 溶液中解吸出来A A环氧乙烷、水 B环氧乙烷、碳酸钾 7、环氧乙烷精制塔的分离原理是 A A精馏 B吸收 8、环氧乙烷生产需要的致稳剂是 B A甲烷 B二氯乙烷 9、乙烯直接氧化生产环氧乙烷的催化剂是 A银 B铜,网络课程上有，请完成，并提交,【知识拓展】,一、环氧乙烷产品的主要危险性 环氧乙烷沸点10.5，常压下是有乙醚的气味，高浓度有刺激臭味，环氧乙烷对眼睛、皮肤和粘膜有严重刺激，它能引起皮肤过敏，吸入环氧乙烷能对中枢神经系统等产生影响(如恶心、持续性呕吐、头痛、肌肉衰弱、麻痹)。环氧乙烷易溶于水，水溶液对皮肤有严重刺激。为了避免与环氧乙烷气体和溶液接触，受污染的皮鞋应扔掉，受
11、污染衣服应洗涤凉干后再用。水溶液中环氧乙烷严重刺激眼睛，在处理产品液体或溶液时，应戴防护面罩和护目镜。若溅入眼中，应立即水冲洗10分钟，并送医院观察。如果吸入产品蒸汽，应将受害者移至安全新鲜空气处，假如停止呼吸则实施人工呼吸，立即送医院观察。若误食环氧乙烷，不得催吐，适当饮水(0.25升)立即送医院。 环氧乙烷爆炸极限为3.6-80，加热到560即使缺乏空气也将爆炸性分解，在有酸、碱或卤化物，铁、铝、等金属氧化物存在下，液体环氧乙烷在环境温度非常容易爆聚。环氧乙烷热聚开始于1OO，一旦开始铁将成为加速剂，温度失控，聚合被自动加速产生爆炸性分解，慢性聚合同样可能发生，产生固体聚合物，其热较稳定。
12、 环氧乙烷泄漏时，不懂生产人员首先撤离现场，用大量水稀释，这样可提高闪点，减少燃烧的可能性，注意由于水温可能高于EO温度，水量不够的话可加速EO蒸发量。由于环氧乙烷的水溶液同样可产生易燃易爆蒸汽，必须大量水冲洗，用24倍以上的水稀释，在环境温度下低于1%的水溶液，产生的蒸汽在空气中是不燃的。要防止泄漏液体进入地沟，留下潜在危险，如果大量泄漏要通知有关部门，特别是消防部门。 环氧乙烷密度为0.8711g/cm，蒸汽重于空气，可远距离传播火源并点燃。如果出现火情，较好的灭火办法是切断气源，干粉是最好的灭火剂，贮槽着火时，设法不让EO设备过热，最好任火烧尽，假如不可能则最好采用醇阻泡沫灭火剂。非容器内的EO着火，可采用大量水灭火，即可大量稀释，又可对邻近设备降温保护。非常情况下，邻近储罐、封闭区域内至少采用100倍的水稀释。,谢谢！,
