摘 要

乙二醇是一种重要的有机化工原料，在聚酯纤维、塑料、防冻液、精细化学品、纳米粒子制备等领域作用巨大。其生产过程中会涉及到很多危险介质，并且生产条件多为高温高压，工艺危险性很高，因此有必要对乙二醇生产工艺进行有针对性的设计。

本设计虚拟了一个年产X万吨乙二醇厂区，在确定其工艺流程以及工艺条件之后进行危险性分析并提出有针对性的安全对策措施。完成了厂区选址以及平面设计。同时还用到了预先危险性分析以及道化法两种方法进行了安全评价。

关键词：安全设计 环氧乙烷 乙二醇 预先危险性分析 道化法

Safety Design of Production Process of Ethylene Epoxidation to Ethylene Glycol

Abstract

Ethylene glycol (EG) is an important organic chemical raw material, which plays an important role in the fields of polyester fibers, plastics, antifreeze, fine chemicals and nanoparticles preparation. There are many dangerous media involved in the production process, and the production conditions are mostly high temperature and high pressure, so it is necessary to design the production process of ethylene glycol.

In this design, a virtual ethylene glycol plant with an annual output of X tons is designed. After determining its process and conditions, hazard analysis is carried out and targeted safety countermeasures are put forward. Location selection and graphic design is completed. And used two methods including pre-hazard analysis and Dow Chemical Method for safety assessment.

Key words: Safety design ethylene oxide ethylene glycol pre-hazard analysis Dow Chemical Method

目录

摘 要 I

Abstract II

2.1.2乙二醇生产工艺流程 I

第一章 绪论 1

1.1乙二醇生产方法选择 1

1.2设计主要内容 2

第二章 乙二醇生产工艺分析 3

2.1乙二醇生产工艺流程 3

2.1.1乙二醇生产工艺反应机理 3

2.1.2乙二醇生产工艺流程 4

2.2乙二醇生产工艺 6

2.2.1乙二醇生产工艺参数 6

2.2.2核心设备 7

第三章 乙二醇生产危险分析以及安全设计 11

3.1工艺介质危险性分析及安全对策措施 11

3.2各工段危险因素分析及安全对策措施 13

3.2.1环氧乙烷生产工段 13

3.2.2乙二醇生产工段 15

3.4乙二醇生产厂区危险因素分析 16

3.4.1厂区爆炸事故树分析 17

3.4.2厂区中毒事故树分析 19

3.4.3厂区高处坠落事故树分析 22

3.4.4厂区危险因素分析及安全对策措施 24

3.5防雷防静电 26

第四章 厂区总平面布置 28

4.1 厂区平面布置 28

4.2厂区的简单消防设计 30

第五章 安全评价 31

5.1预先危险性分析 31

5.1.1预先危险性分析过程 31

5.1.2预先危险性分析结果 33

5.2道化法分析 33

5.2.1道化法分析过程 33

5.2.2道化法分析结果 36

第六章 结论 37

参考文献 38

致谢 40

第一章 绪论

乙二醇作是重要的有机化工原料，广泛应用于聚酯纤维、塑料、防冻液等领域。近年来，随着聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对萘二甲酸乙二醇酯和不饱和树脂等行业的飞速发展，乙二醇需求量越来越大，因此乙二醇的生产受到广泛关注^[1]。

乙二醇生产过程中使用到的环氧乙烷属于石化大宗产品之一，一般通过乙烯环氧化制得。整个工艺可以大致分为环氧乙烷的生产以及乙二醇的生产两个部分。其中环氧乙烷的生产作为氧化工艺，工艺过程中存在很多危险工艺以及危险介质，乙二醇的生产过程中也存在一定危险性，本设计将主要研究分析工艺中具体的危险有害因素并进行针对性的安全设计，为乙二醇生产工艺的安全设计提供理论基础，也可以为本工艺的安全运行提供定量的操作指导。

1.1乙二醇生产方法选择

现在乙二醇主要有石油乙烯路线即环氧乙烷水合路线以及煤制乙二醇路线两种方法，下面具体介绍两种方法的具体情况：

1、石油乙烯路线

现在国际上使用最多的是石油乙烯路线，主要由于其工艺相对以及比较成熟。石油乙烯路线按原料可以分为石脑油原料法以及乙烷原料法。石脑油原料法为“原油→石脑油→乙烯→环氧乙烷→乙二醇”路线。乙烷原料法为“乙烷→乙烯→环氧乙烷→乙二醇”路线。

2、煤制乙二醇生产工艺

我们国家使用最多的是煤制乙二醇路线，包括草酸酯法、甲醇合成法、直接合成法，下面分别介绍这三种方法：

草酸酯法的工艺流程短，成本低，但问题在于无法连续正常供应，因其工艺中催化剂的不稳定导致每批次产品质量不稳定^[2]。

甲醇合成法，即MTO法，生产工艺流程为煤→甲醇→烯烃→环氧乙烷→乙二醇，技术成熟，但甲醇端投资成本较高^[3]。

直接合成法是以煤气化制取合成气再进一步直接合成乙二醇。此技术的关键是催化剂的选择，目前此工艺中的催化剂较为昂贵，对反应压力要求较高，乙二醇选择性低，在相当长的时期内难以实现工业化^[4] 。

由于其他方法缺点较为突出，国内目前越来越多的企业开始使用石油乙烯路线，因此本设计选择石油乙烯路线作为对象。

1.2设计主要内容

1、查阅相关文献资料，了解目前乙二醇生产工艺的类型与特点，选择合适的工艺进行设计。

2、掌握乙二醇生产工艺的流程以及各个工段的工艺参数（如温度，压力，进料比，空速等），对乙二醇生产工艺的工艺介质、工段进行工艺危险性分析，明确乙二醇生产工艺中的的每一种介质的危险性以及生产、储存过程中应采取的控制措施；明确工艺参数确定的依据及相关的安全控制技术措施，并使用事故树分析法分析厂区可能发生的几种事故。

3、针对第2点的结果对各工段进行有针对性的安全对策措施设计。

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