乙烯制取环氧乙烷生产工艺设计(5)

2019-06-05 09:55

苏州科技学院化工工艺设计说明书

反应器,另一小部分送至二氧化碳吸收装置,用热碳酸钾溶液脱除掉副反应所生成的二氧化碳。

从吸收塔顶部出来的吸收气,一部分作为循环排放气排至蒸汽加热器(B-110)中烧掉:另一部分作为循环气与致稳气氮气进入循环压缩机(C-110),加压后,混合气大约有十分之一送至二氧化碳脱除流程,脱除二氧化碳后,再返回至循环气系统:一部分经添加抑制剂二氯乙烷后,进入氧气混和器(H-102),与原料乙烯,氧气混合,成为原料气。

2 辅助流程 (1)热油循环流程

乙烯的环氧化反应为放热反应,其副反应为乙烯完全氧化为二氧化碳和水的反应,更是强放热反应。故在反应过程中应及时将反应产生的反应热移走,否则不仅会使选择性下降,甚至还会产生飞温现象。本工艺流程方案中,用矿物油做冷却剂,移走反应热。流程如下:

循环载热的热油经过热油冷却器(E-110)冷却后,进入氧化反应器(D-110)的上部,吸收反应热会后从反应器下部流出。由于此时热油温度较高,为防止热膨胀使输油管变形,应与热油膨胀罐(F-110)连接。同时为了补充循环过程中的矿物油损失,应在设一热油储罐(F-110),并以2kg/cm2的蒸汽加热,经加热的热油由输送泵(G-115)输出,与反应器下部流出的高温热油混合后,油热泵(G-110)送入热油冷却器(E-110),如此不断循环。

(2)蒸汽流程

在热油冷却器(E-110)中,热油在换热冷却的同时产生高压蒸汽,一部分送至用户,另一部分进入蒸汽加热气(B-110)进一步提高热位。蒸汽加热气(B-110)以燃料油及吸收塔中排出气等作燃料,进入空气燃烧,来加热蒸汽,产生高热位蒸汽,经循环压缩机(C-110),减压变为低压蒸汽,作为流程中其它设备热源之用。

(3)抑制剂流程

为抑制副反应,氧化反应过程中需有抑制剂二氯乙烷(EDC)加入,用中压氮气作载气。抑制剂由抑制剂罐(F-1308)送入抑制剂蒸发器(F-30A),经加热蒸发与压缩后的致稳气,循环气混合,进入混合器。 6.1.2 二氧化碳脱除系统工艺流程

1、脱二氧化碳循环气流程

经循环压缩机(C-110)加压后,循环气的一部分进入接触塔(D-210),与来自再

生塔后由塔顶排出,进入脱二氧化碳冷却器(D-211)的碳酸钾溶液作用,脱去二氧化碳后又塔顶排出,进入脱二氧化碳冷却器(E-211),经冷却后夹带着冷凝的碳酸钾溶液的循环气进入接触分离罐(F-210)进行气液分离。分离出来的液体则送入再生塔(D-220)

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进行再生处理。

2、碳酸钾溶液循环系统

接触塔(D-210)中,来自再生塔的贫碳酸钾溶液与循环气体中的二氧化碳重用,碳酸钾转化为碳酸氢钾,塔釜的富碳酸钾-碳酸氢钾溶液送至再生塔(D-220)的上部,再生后由塔釜经碳酸盐溶液泵(G-220)送入接触塔(D-210)上部循环使用。为补充循环回路中总的碳酸盐溶液,另设碳酸盐溶液槽及储槽。碳酸盐溶液槽(F-231)中,脱盐水溶解固体碳酸钾。生成的碳酸钾溶液进入碳酸盐贮槽(F-320),再生碳酸盐输送泵(G-230)送出,与再生后的碳酸盐溶液混合后经碳酸盐溶液泵(G-220)进入接触塔。

3、再生塔流程

再生塔中,吸收二氧化碳后的碳酸盐溶液加热再生,生成的二氧化碳由塔顶排出,经再生塔冷却器(E-221)气液分离后,二氧化碳排空,再生塔冷却器及直线分离器分离出的碳酸盐溶液进入再生塔再生。再生塔塔釜处的再沸器(E-220)用2kg/cm2的低压蒸汽加热,冷凝液送入再沸器凝液罐(F-240)。为防止接触塔和再生塔内的碱液起泡,可根据需要在碱液中定期注入消泡剂,应另设消泡剂压入器(H-222),消泡剂由此处送出与再生塔塔釜混合后,进入再沸器加热。

6.2 控制点说明

6.2.1 环氧乙烷反应系统控制点

1、蒸汽加热器(B-110)进气控制点:此控制点为一流量控制点,用以调节进入加热器的空气量,以便加热器内的燃料充分燃烧。

2、热油冷却器(E-110)出口蒸汽控制点:此控制点为液位控制点,通过控制冷却器出口蒸汽量,稳定热油冷却温度。

3、热油储罐(F-115)液位控制点:此控制点为液位控制点,为防止热油冷却凝结,储罐内同蒸汽加热,它通过控制所加热气量调节储罐液位。

4、 气-气换热器(F-115)液位控制点:此控制点为压力控制点,用以调节控制进口反应原料压力。

5、吸收塔(D-115)出口混合分离器控制点:此控制点为压力控制点,用以控制循环反应气量及循环排空气量。

6、吸收塔(D-115)塔釜液位控制点:此控制点为液位控制点,由于循环吸收气所夹带液位在塔釜积累,此控制点可是塔釜液位控制在一定范围内。 6.2.2 二氧化碳脱除系统控制点

1、接触塔(D-210)塔釜液位控制点:此控制点为液位控制点,用以控制塔釜内的

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碳酸盐溶液液位高度,通过调节送往再生塔的碳酸盐溶液量,使接触塔塔釜液位保持在一定液位。

2、碳酸盐储槽(F-230)进液控制点:此控制点为流量控制点,用以控制碳酸盐溶液槽内碳酸盐溶液输往储槽的流量,使储槽内的溶液量保持在一定量。

3、接触塔分离罐(F-210)出液控制点:此控制点为液位控制点,通过调节送往再生塔的碳酸盐溶液量,稳定分离罐内分离出的溶液位。

4、再沸器(E-220)加热蒸汽调节点:此控制点为流量控制点,通过控制进入再沸器的加热蒸汽流量,使再生塔保持在一定的热解温度。

5、直线分离器(H-221)出口控制点:此控制点为流量控制点,通过控制二氧化碳排空量,是直线分离器中气液分离充分。

参考文献

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