4. Описание технологического процесса

Получение гликолей осуществляется методом гидратации окиси этилена с водой. Технологическая схема получения гликолей спроектирована на преимущественное получение этиленгликоля, при этом в качестве побочных продуктов образуется диэтиленгликоль и триэтиленгликоль.

Технологический процесс получения гликолей состоит из следующих стадий:

1. Гидратация окиси этилена.

2. Упарка реакционной массы гидратации.

3. Предварительная обработка побочного водногликолиевого раствора, принимаемого с производства окиси этилена.

4. Ректификация упареной реакционной массы гидратации и предварительно обработанного водногликолиевого раствора.

4.1. Гидратация окиси этилена

Жидкая окись этилена под давлением 2,2МПа (22 кгс/см²) насосом поз. Р-202 с объемной скоростью до 4,5 м³/ч непрерывно подается из цеха получения окиси этилена (цеха 0750-0753, 0758) в смеситель поз. МIX-201. Смеситель по конструкции представляет собой аппарат эжекторного типа. В смеситель подается также водногликолиевый раствор (ВГР) из емкости поз. V-201 насосом поз. Р-201 с температурой не выше 90С и со скоростью до 23 м³/ч. Водногликолиевый раствор (с массовой долей не более 3,5%) для реакции гидратации приготавливается в сборнике поз. V-201 путем смешения свежей обессоленной воды, конденсата сокового пара выпарных аппаратов поз. поз. Т-204, Т-205, Т-206.

Технологической схемой предусмотрена подача в сборник поз. V-201 дистиллата колонны поз. поз. Т-303, Т-307, а также упареной реакционной массы от насоса поз. Р-216.

Нагрев ВГР подаваемого на гидратацию осуществляется в сборнике поз. V-201 подачей острого пара низкого давления или конденсата пара 0,9 МПа (9 кгс/см²).

Гидратация окиси этилена и ее конденсация с этиленгликолем протекает в водном растворе с образованием этиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля и высших гликолей.

Реакция гидратации окиси этилена протекает с выделением тепла, тепловой эффект реакции образования этиленгликоля около 22 ккал/моль (при температуре 150С).

Состав реакционной массы зависит от соотношения окиси этилена и ВГР, а также от состава последнего.

Для сокращения выхода диэтиленгликоля, триэтиленгликоля предусмотрено уменьшение соотношения окиси этилена к ВГР до 15 (объемное).

Химизм процесса

CH₂ – CH₂ + H₂O  HO – CH₂ – CH₂ – OH

\ /

O

HO – CH₂ – CH₂ – OH + CH₂ – CH₂  HO – CH₂ – CH₂ – O – CH₂ – CH₂ – OH

\ /

O

HO – CH₂ – CH₂ – O – CH₂ – CH₂ – OH + CH₂ – CH₂ 

\ /

O

 HO – CH₂ – CH₂ – O – CH₂ – CH₂ – O – CH₂ – CH₂ – OH

Реакция осуществляется в трех последовательно соединенных реакторах поз. поз. R-201, R-202, R-203 под давлением (1,7÷2,0)МПа /(1720) кгс/см²/ при температуре реакции не более 155С (температура на выходе из реакторов) и времени контакта в реакторе не менее 25 минут.

Первый реактор поз. R-201 представляет из себя кожухотрубный одноходовый горизонтальный теплообменный аппарат.

Реактор поз. R-202 представляет собой кожухотрубный восьмиходовый (по трубному пространству) теплообменник.

Реактор поз. R-203 выполнен в виде горизонтального цилиндрического аппарата с 15-ю ходовыми перегородками.

Шихта из смесителя поз. MIX-201 поступает в реактор поз. R-201 где предварительно нагревается до температуры около 135С водой, циркулирующей через межтрубное пространство реактора. Далее реакционная масса направляется в реактор поз. R-202, где протекает основная часть реакции гидратации окиси этилена.

Выделяющееся в этом растворе тепло отводится смешанным потоком горячей воды – один из реакторов поз. R-201 с температурой не выше 155С и второй от насоса поз. Р-211, идущей помимо реактора поз. R-201.

В третьем по ходу реакторе поз. R-203 полностью завершается реакция гидратации.

При уменьшении до 20% от заданного раствора ВГР по прибору поз. FICA-241, подаваемого в реакторы, срабатывает блокировка по расходу ВГР, отключается насос поз. Р-202, подающий окись этилена в процесс.

Вторичный пуск насоса возможен только при восстановлении расхода ВГР более 80% ранее заданного количества по прибору поз. FICA-241.

Перегретая вода из межтрубного пространства реактора поз. R-202 поступает в расширительный бак поз. V-211, откуда часть ее в виде пара вторичного вскипания удаляется в сеть пара давления 0,22МПа (2,2 кгс/см²).

Для поддержания теплового режима реакторов во время пуска и останова узла, а также при низкой температуре ВГР, в контур перегретой воды через расширитель поз. V-211 подается пар среднего давления.

Регулирование уровня в расширительном баке осуществляется подачей котловой воды из корпуса № 750 или сбросом излишка воды в барометрический сборник поз. WM-301 регулятором уровня поз. LICA-211.

Постоянство давления в расширительном баке поз. V-211 поддерживается регулятором давления и клапанами, установленными на линии среднего давления в бак (в период пуска и останова узла, а также при низкой температуре ВГР) и на отводе в сеть пара 0,22МПа (2,2 кгс/см²). Реактор поз. R-203 и расширительный бак поз. V-211 снабжены предохранительными клапанами. Сброс через предохранительный клапан реактора поз. R-203 направляется в расширитель поз. V-203, откуда газовая фаза сбрасывается в атмосферу, а жидкая стекает в аварийный подземный сборник поз. V-910.

Опорожнение реакторов поз. R-201, R-202, R-203 на период остановки на ремонт или в случае аварии осуществляется в сборник поз. V-910. Для конденсации паров горячей жидкости, поступающей в сборник поз. V-910 при сбросе от предохранительного клапана реактора поз. R-203, а также при аварийном освобождении реакторов, предусмотрен конденсатор поз. Е-910, жидкость из которого сливается самотеком в сборник поз. V-910, а пары через огнепреградитель уходят в атмосферу.

На трубопроводах аварийного освобождения реакторов установлены электрозадвижки, управляемые со щита операторного корпуса № 0755, а также по месту их расположения на отметке 6.2 наружной установки.

К сборнику поз. V-910 подведен азот для передавливания жидкости из нее в сборник поз. V-341 или в канализацию химзагрязненных вод (при содержании гликолей не более 500 мг/л).