乙氧基化产品属于非离子表面活性剂，是一种十分重要的有机化工原料，其应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域，在纺织、印染、化纤、染料、医药、农药、化肥、橡胶、塑料、食品、造纸、皮革、日化、涂料、金属加工、环保、建筑混凝土减水剂、采油工业等领域均占有重要地位。非离子表面活性剂通常还与不同结构的阴离子型表面活性剂复合使用，以发挥其协同作用。

乙氧基化装置：主要有加成部分、罐区部分、尾气处理部分、辅助部分组成。生产过程简述：反应器抽真空——抽起始剂——加入催化剂——启动外循环泵，加热升温脱水——氮气置换——诱导反应——正常反应—老化反应——脱气降温——出料。

加成部分主要由物料循环泵、换热器、真空系统（真空泵、真空缓冲罐、汽液分离器）、汽液接触器（反应器）、阀门、仪表等组成罐区部分主要由环氧乙烷储罐、氮气储罐（氮气可以采用钢瓶汇流排供气、变压吸附制氮、液氮汽化制氮）、环氧乙烷缓冲罐、鹤管卸车平台、阀门、仪表等组成。尾气处理部分主要由液封罐、尾气吸收塔、吸收液储罐、吸收液输送泵、吸收液冷却器、电机、可燃气体报警检测仪等组成。

(1) 搅拌型乙氧基化反应器

搅拌型乙氧基化反应器利用从底部进入的环氧乙烷，通过搅拌器的作用使其在液相起始剂中均匀分散、汽化和鼓泡，以促进反应进行。然而，这种设计的气液接触面有限，可能导致气体分散不佳，进而影响产品的分子量分布和整体质量。此外，搅拌器的运动部件直接暴露在环氧乙烷的气相中，增加了泄漏和因摩擦产生静电的风险。因此，需要定期检查搅拌器的机械密封、运动部件的完好性以及静电接地的性能。尽管存在这些挑战，搅拌型反应器仍能适应高黏度物料的乙氧基化反应。为了确保安全，设备设计采用双端面机械密封，设计压力为1.0MPa，设计温度为250℃，并配备爆破片和安全阀作为安全保障。

(2) PRESS工艺中的喷雾型混合反应器

PRESS工艺的核心在于喷雾型混合反应器，它通过将物料以喷雾形式与环氧乙烷混合，实现气相与液相物料的高度分散接触，从而提高反应效率。在这种反应器中，环氧乙烷是连续相，而反应物料是分散相。喷雾型混合反应器利用外循环换热器来移除反应热，确保反应速率远高于搅拌型反应器。由于反应器壁面的不断更新，有效避免了过反应现象，保证了产品的高质量。此外，PRESS工艺的起始反应压力较低，有助于降低设备的设计压力，进而减少投资成本。喷雾混合器的设计，如组合式喷嘴和螺旋式喷嘴，旨在优化物料的雾化效果，增大气液接触面积。这种反应器的优点还包括无运动部件的头部空间，避免了静电隐患，以及使用导热油作为热媒实现平稳的温度调节。然而，它也存在传热效率较低的缺点，并且在反应的最后阶段，喷雾反应效率可能不如其他类型的反应器，如文丘里混合反应器，这可能导致气相中残留较高的环氧乙烷。

(3)BUSS 工艺中的文丘里反应器

BUSS 工艺利用文丘里喷射混合器的原理，使环氧乙烷的气相与循环物料进行混合反应。即由物料的喷射引起局部真空，将环氧乙烷气体吸入文丘里混合器，这里物料是连续相，而环氧乙烷是分散相。由于在文丘里混合器中环氧乙烷分散性能远比喷雾混合式反应器好，故其反应速率高，产品质量优于喷雾混合式反应器。另一方面，由于 BUSS反应器的头部空间的器壁不能被反应物料不断更新，在批量反应中会有局部过反应，也会影响产品质量。BUSS乙氧基化反应器是一种更好的环路反应器，同样利用外循环换热器撤

除反应热。BUSS 反应器的工艺特点是(a)氮气保护的压力较高，反应器头部空间的氨气分压大于 50%，在环氧乙烷的安全范围内，不会产生任何危险的可能，安全性能好;(b)反应器的设计压力高达4.5MPa，设计温度为 220℃。这样的反应器不会产生物理爆炸的危险;(c)在反应终了时，头部气相中残留的环氧乙烷低于 1ppm，环境保护好;(d)反应速率高:(e)用压力软水作为热媒，调节反应温度灵敏，由于水的传热系数大于导热油，传热效率高。

(4)组合式乙氧基化工艺流程示意图

组合式乙氧基化工艺是在原有乙氧基化装置不同工艺发展起来的工艺，归纳为以下几种类型:(a)搅拌与喷雾组合的乙氧基化工艺(图2)。这是国内许多工厂在二十世纪九十年代技术革新的产物，是由搅拌釜式反应器衍生的乙氧基化反应器，这种反应器是在原有搅拌反应器基础上增设循环喷雾混合器，从而增加了气液接触面，提高了反应速率和产品质量。这种由二种不同类型的反应器结合在一起的思路不仅在国内生产实践中得到应用，在国外也有，例如下文中的b、c、d所示。(b)搅拌器与文丘里混合器组合的乙氧基化工艺(图3)。美国HHT公司近年推出的一种由搅拌器和文丘里混合反应器相结合的乙氧基化装置，是利用文丘里混合器的优点，结合搅拌反应器的特点面开发的一种乙氧基化反应器，该反应器能适应黏度变化很大的反应过程中、并能在生产高黏度的产品时使用(c)喷雾混合器与文丘里混合器组合的乙氧基化工艺流程(图4)。意大利 D8 公司开发的 PRESS第五代强化型烷氧基化反应器，是在喷雾混合式反应器的基础上，吸取 BUSS 工艺中文丘里混合器的优的乙氧基化反应器。该反应器在外循环环路中增设了文丘里混合器，使反应器头部空间的未反应的环氧烷也能吸入物料中参与反应，从而缩短了反应熟化阶段的时间，使产品中和排放尾气中的 E0 含量降低。(d)文丘里与喷雾组合的乙氧基化工艺流程。本文认为还有以文丘里混合为主，辅以雾混合器组合的乙氧基化反应器。这种乙氧基化反应器，发扬了文丘里混合器的优点，克服了其缺点，利于更新反应器头部器壁的表面,也有利于增加在更新品种时对反应器的洗涤效果。这种乙氧基化反应势必会有广阔的应用前景。

图2

搅拌与喷雾组合的乙氧基化工艺流程

图3

搅拌与文丘里组合的乙氧基化工艺流程

图4

喷雾与文丘里组合的乙氧基化工艺流程

图5

文丘里与喷雾组合的乙氧基化工艺流程

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