乙二醇生产工艺?
1、氯乙醇法,以氯乙醇为原料在碱性介质中水解而得,该反应在100℃下进行。
2、环氧乙烷水合法,环氧乙烷水合法有直接水合法和催化水合法,水合过程在常压下进行也可在加压下进行。
3、目前有气相催化水合法 以氧化银为催化剂,氧化铝为载体,在150~240℃反应,生成乙二醇。
4、乙烯直接水合法 乙烯在催化剂存在下在乙酸溶液中氧化生成单乙酸酯或二乙酸酯,进一步水解均得乙二醇。
5、环氧乙烷与水在硫酸催化剂作用下进行水合反应,反应液经碱中和、蒸发、精馏即得成品。
6、甲醛法。
7、以工业品乙二醇为原料,经减压蒸馏,于1333Pa下,收集中间馏分即可。
8、将乙二醇真空蒸馏,所得主要馏分用无水硫酸钠进行较长时间干燥,然后用一支好的分馏柱重新真空蒸馏。
扩展资料:
乙二醇的毒理环境:
毒性:属低毒类。
急性毒性:LD508.0~15.3g/kg(小鼠经口);5.9~13.4g/kg(大鼠经口);1.4ml/kg(人经口,致死)
亚急性和慢性毒性:大鼠吸入12mg/m3(连续多次)八天后2/15只动物眼角膜混浊、失明;人吸入40%乙二醇混合物9/28人出现短暂昏厥;人吸入40%乙二醇混合物加热至105℃反复吸入14/38人眼球震颤,5/38人淋巴细胞增多。
危险特性:遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。
燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳、水。
参考资料来源:百度百科-乙二醇
乙二醇废液供应商是可以回收的,你直接找他们就行了。
PS:附一些废液处理方法
有机类实验废液的处理方法
注意事项
1).尽量回收溶剂,在对实验没有妨碍的情况下,把它反复使用。
2).为了方便处理,其收集分类往往分为:a)可燃性物质;b)难燃性物质;c)含水废液;d)固体物质等。
3).可溶于水的物质,容易成为水溶液流失。因此,回收时要加以注意。但是,对甲醇、乙醇及醋酸之类溶剂,能被细菌作用而易于分解。故对这类溶剂的稀溶液,经用大量水稀释后,即可排放。
4).含重金属等的废液,将其有机质分解后,作无机类废液进行处理。
处理方法
1).焚烧法
①将可燃性物质的废液,置于燃烧炉中燃烧。如果数量很少,可把它装入铁制或瓷制容器,选择室外安全的地方把它燃烧。点火时,取一长棒,在其一端扎上沾有油类的破布,或用木片等东西,站在上风方向进行点火燃烧。并且,必须监视至烧完为止。
②对难于燃烧的物质,可把它与可燃性物质混合燃烧,或者把它喷入配备有助燃器的焚烧炉中燃烧。对多氯联苯之类难于燃烧的物质,往往会排出一部份还未焚烧的物质,要加以注意。对含水的高浓度有机类废液,此法亦能进行焚烧。
③对由于燃烧而产生NO2、SO2或HCl之类有害气体的废液,必须用配备有洗涤器的焚烧炉燃烧。此时,必须用碱液洗涤燃烧废气,除去其中的有害气体。
④对固体物质,亦可将其溶解于可燃性溶剂中,然后使之燃烧。
2).溶剂萃取法
①对含水的低浓度废液,用与水不相混合的正己烷之类挥发性溶剂进行萃取,分离出溶剂层后,把它进行焚烧。再用吹入空气的方法,将水层中的溶剂吹出。
②对形成乳浊液之类的废液,不能用此法处理。要用焚烧法处理。
3).吸附法
用活性炭、硅藻土、矾土、层片状织物、聚丙烯、聚酯片、氨基甲酸乙酯泡沫塑料、稻草屑及锯末之类能良好吸附溶剂的物质,使其充分吸附后,与吸附剂一起焚烧。
4).氧化分解法(参照含重金属有机类废液的处理方法)
在含水的低浓度有机类废液中,对其易氧化分解的废液,用H2O2、KMnO4、NaOCl、H2SO4+HNO3、HNO3+HClO4、H2SO4+HClO4及废铬酸混合液等物质,将其氧化分解。然后,按上述无机类实验废液的处理方法加以处理。
5).水解法
对有机酸或无机酸的酯类,以及一部份有机磷化合物等容易发生水解的物质,可加入NaOH或Ca(OH)2,在室温或加热下进行水解。水解后,若废液无毒害时,把它中和、稀释后,即可排放。如果含有有害物质时,用吸附等适当的方法加以处理。
6).生物化学处理法
用活性污泥之类东西并吹入空气进行处理。例如,对含有乙醇、乙酸、动植物性油脂、蛋白质及淀粉等的稀溶液,可用此法进行处理。
5.1 含一般有机溶剂的废液
一般有机溶剂是指醇类、酯类、有机酸、酮及醚等由C、H、O元素构成的物质。
对此类物质的废液中的可燃性物质,用焚烧法处理。对难于燃烧的物质及可燃性物质的低浓度废液,则用溶剂萃取法、吸附法及氧化分解法处理。再者,废液中含有重金属时,要保管好焚烧残渣。但是,对其易被生物分解的物质(即通过微生物的作用而容易分解的物质),其稀溶液经用水稀释后,即可排放。
5.2 含石油、动植物性油脂的废液
此类废液包括:苯、已烷、二甲苯、甲苯、煤油、轻油、重油、润滑油、切削油、机器油、动植物性油脂及液体和固体脂肪酸等物质的废液。
对其可燃性物质,用焚烧法处理。对其难于燃烧的物质及低浓度的废液,则用溶剂萃取法或吸附法处理。对含机油之类的废液,含有重金属时,要保管好焚烧残渣。
5.3 含N、S及卤素类的有机废液
此类废液包含的物质:吡啶、喹啉、甲基吡啶、氨基酸、酰胺、二甲基甲酰胺、二硫化碳、硫醇、烷基硫、硫脲、硫酰胺、噻吩、二甲亚砜、氯仿、四氯化碳、氯乙烯类、氯苯类、酰卤化物和含N、S、卤素的染料、农药、颜料及其中间体等等。
对其可燃性物质,用焚烧法处理。但必须采取措施除去由燃烧而产生的有害气体(如SO2、HCl、NO2等)。对多氯联苯之类物质,因难以燃烧而有一部分直接被排出,要加以注意。
对难于燃烧的物质及低浓度的废液,用溶剂萃取法、吸附法及水解法进行处理。但对氨基酸等易被微生物分解的物质,经用水稀释后,即可排放。
5.4 含酚类物质的废液
此类废液包含的物质:苯酚、甲酚、萘酚等。
对其浓度大的可燃性物质,可用焚烧法处理。而浓度低的废液,则用吸附法、溶剂萃取法或氧化分解法处理。
5.5 含有酸、碱、氧化剂、还原剂及无机盐类的有机类废液
此类废液包括:含有硫酸、盐酸、硝酸等酸类和氢氧化钠、碳酸钠、氨等碱类,以及过氧化氢、过氧化物等氧化剂与硫化物、联氨等还原剂的有机类废液。
首先,按无机类废液的处理方法,把它分别加以中和。然后,若有机类物质浓度大时,用焚烧法处理(保管好残渣)。能分离出有机层和水层时,将有机层焚烧,对水层或其浓度低的废液,则用吸附法、溶剂萃取法或氧化分解法进行处理。但是,对其易被微生物分解的物质,用水稀释后,即可排放。
5.6 含有机磷的废液
此类废液包括:含磷酸、亚磷酸、硫代磷酸及膦酸酯类,磷化氢类以及磷系农药等物质的废液。
对其浓度高的废液进行焚烧处理(因含难于燃烧的物质多,故可与可燃性物质混合进行焚烧)。对浓度低的废液,经水解或溶剂萃取后,用吸附法进行处理。
5.7 含有天然及合成高分子化合物的废液
此类废液包括:含有聚乙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚二醇等合成高分子化合物,以及蛋白质、木质素、纤维素、淀粉、橡胶等天然高分子化合物的废液。
对其含有可燃性物质的废液,用焚烧法处理。而对难以焚烧的物质及含水的低浓度废液,经浓缩后,将其焚烧。但对蛋白质、淀粉等易被微生物分解的物质,其稀溶液可不经处理即可排放
乙二醇水溶液中回收乙二醇,不能简单的用减压蒸馏的方式取塔底液。因为这样会导致乙二醇产品长期受热,引起反应。这是乙二醇变色的原因之一。
但是更主要的原因,一般是由于乙二醇液体中含有的其他成分,在加热中变色。
一般应选择馏出物作为回收的乙二醇,而且要选择合适的馏分温度。开始的很低温度的是水,最后的很难蒸馏的是高聚物,一般颜色重的物质也会留在组后。
主要的煤制乙二醇工艺是“草酸酯法”,即以煤为原料,通过气化、变换、净化及分离提纯后分别得到CO和H2,其中CO通过催化偶联合成及精制生产草酸酯,再经与H2进行加氢反应并通过精制后获得聚酯级乙二醇的过程。
以惠生工程和天津大学共同研发的合成气制乙二醇技术为例,国内合成气制乙二醇技术主要包括以下特点及优势: a. 通过实验获得煤制乙二醇中涉及的非常见物质如亚硝酸酯、草酸酯的物化性质、热力学参数、溶解度、交互作用参数等重要物性数据;
b. 在草酸酯、碳酸酯、甲醇以及乙二醇、1,2-丁二醇等分离过程中的二元及多元交互参数; a. 两代草酸酯合成催化剂:
第一代传统颗粒型氧化铝负载的钯系催化剂(工业使用催化剂),钯负载量为0.6%wt左右,草酸酯选择性高达98.5%,催化剂时空收率大于700g/Lcat/h,寿命超过2年;
第二代整体型钯系催化剂,在保证催化剂性能的同时,钯负载量仅为0.15%wt,催化剂床层阻力大幅降低;
b. 草酸酯加氢催化剂:
高活性、高选择性、高稳定性的Cu/SiO2催化剂原粉的工业规模制备;
第一代片状加氢催化剂,具有高强度、高稳定性的特点;
第二代条形加氢催化剂(工业使用催化剂),经过4700小时寿命评价,催化剂草酸酯转化率100%,乙二醇选择性大于95%,时空收率大于300g/Lcat/h,起始温度185℃,平均温升频率在1.5℃/月,最高反应温度可达245℃,预计寿命超过1.5年。
第三代整体型加氢催化剂进一步消除外扩散影响,催化剂活性及稳定性均大幅优于第二代条形加氢催化剂。
c. 上述催化剂均以实现工程放大制备及生产,拥有百吨级催化剂生产线1条; a. 更高的草酸酯合成工艺压力,降低系统体积;草酸酯合成循环过程操作弹性大,亚硝酸酯回收率高达95%,NO补充量低;采用NO直接补充,过程更加稳定,副产硝酸钠,无废水排放;
b. 独有的低能耗聚酯级乙二醇产品分离方案:采用组分切割方式,仅使用4塔精馏即可获得聚酯级乙二醇产品,较传统乙二醇分离方案节能20%以上;
c. 更宽的原理规格要求:对于进料CO和H2要求更宽,浓度超过98%即可,对CO中CO2、CH4、N2,对H2中CO、CO2、CH4、N2均不做要求;
d. 草酸酯合成工艺路线产品多元化及草酸酯下游产品开发:目前正在开发的及已经开发成功的煤制乙二醇相关产品及工艺路线包括煤制燃料乙醇、合成草酸、碳酸二甲酯、碳酸二苯酯等;
e. 完备的分析监测方案:实现在线监测与工艺控制过程相结合,确保工艺稳定性的同时降低操作人员数量,避免人为操作失误带来的潜在危险。 天津大学拥有1批从实验室到中试再到示范工程的工程技术人员,可为企业提供详细而又安全的开车指导及技术支持服务;
惠生工程凭借其在EPCM以及生产方面的丰富经验能够提供业主完善的工程领域相关的服务以及煤气化、净化、分离部分的生产培训;
拥有千吨级及万吨级装置基地作为煤制乙二醇核心技术的培训基地。 自1987年开始长期连续的煤制乙二醇及相关基础研究工作,完备的从实验室小试、吨级模试、百吨级中试到万吨级示范工程的工程放大过程研究;
a. 国家九五科技攻关项目;
b. 国家十一五科技支撑项目;
c. 千吨级黄磷尾气生产草酸酯、草酸、乙醇项目;
d. 万吨级合成气制乙二醇项目; 已经获得的在催化剂、工艺、分离及相关技术方面的授权专利19项,PCT国际专利3项;
由CO气相偶联合成草酸酯的规整催化剂及其制备方法,ZL2010
用于草酸酯加氢制乙二醇的规整结构催化剂及其制备方法,ZL2010
CO低压气相合成草酸酯的催化剂及其制备方法 ,ZL2007
CO偶联制备草酸酯的方法 ZL2007
草酸酯加氢合成乙二醇的催化剂及其制备方法,ZL 2007
气相法CO偶联再生催化循环制草酸酯 ,ZL96109811.2
用于醋酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法,ZL2012
醋酸酯加氢制乙醇的方法, ZL2012
用于草酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法与应用,ZL2011
制备甲基苯基草酸酯和草酸二苯酯的方法,ZL02129213.2
负载型金属氧化物催化合成甲基苯基草酸酯和草酸二苯酯,ZL02129212.4
以草酸酯和苯酚合成草酸二苯酯的方法,ZL2005
http://wenku.baidu.com/view/1613d4dba58da0116c174938.html
1.乙二醇的业化生产方法
目前,国内外乙二醇的工业生产方法主要是环氧乙烷直接水合法,虽然它工艺成熟,但水比大,能耗高,生产成本较高,为此人们又相继开发出环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法以及由合成气合成乙二醇等各种新的生产方法,其中环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法被认为是今后乙二醇最有发展前景的工业化生产方法,是目前国内外研究开发的热点。
2.乙二醇工业化生产方法的研究进展
⑴环氧乙烷直接水合法
环氧乙烷直接水合法是目前国内外工业化生产乙二醇的主要方法,该工艺是将环氧乙烷(E0)和水按1∶20-22(摩尔比)配成混合水溶液,在管式反应器中于190-220℃、1.0-2.5MPa下反应,环氧乙烷全部转化为混合醇,生成的乙二醇水溶液含量大约在10%(质量分数)左右,然后经过多效蒸发器脱水提浓和减压精馏分离得到乙二醇及副产物二乙二醇(DEG)和三乙二醇(TEG)等。混合醇中乙二醇、二乙二醇和三乙二醇的摩尔比约为100∶10∶1,产品总收率为88%。不足之处是生产工艺流程长、设备多、能耗高,直接影响乙二醇的生产成本。
目前,环氧乙烷直接水合法的生产技术基本上由英荷壳牌、美国 Halcon-SD以及美国联碳三家公司所垄断。它们的工艺技术和工艺流程基本上相似,即采用乙烯、氧气为原料,在银催化剂、甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在下,乙烯直接氧化生成环氧乙烷,环氧乙烷进一步与水以一定物质的量比在管式反应器内进行水合反应生成乙二醇,乙二醇溶液经蒸发提浓、脱水、分馏得到乙二醇及其它副产品。此外,整个工艺还设置了与其生产能力配套的空分装置、碳酸盐的处理以及废气废液处理等系统。三家公司的专利技术主要区别体现在催化剂、反应和吸收工艺以及一些技术细节上。
⑵环氧乙烷催化水合法
针对环氧乙烷直接水合法生产乙二醇工艺中存在的不足,为了提高选择性,降低用水量,降低反应温度和能耗,世界上许多公司进行了环氧乙烷催化水合生产乙二醇技术的研究和开发工作。其中主要有壳牌公司、联碳公司、莫斯科门捷列夫化工学院、上海石油化工研究院、南京工业大学等,其技术的关键是催化剂的生产,生产方法可分为均相催化水合法和非均相催化水合法两种,其中最有代表性的生产方法是壳牌公司的非均相催化水合法和UCC公司的均相催化水合法。
⑶碳酸乙烯酯法
碳酸乙烯酯法合成乙二醇是由二氧化碳和环氧乙烷在催化剂作用下反应生成碳酸乙烯酯(EC),碳酸乙烯酯再经水解制得乙二醇。该方法又可分为乙二醇和碳酸二甲酯(DMC)联产法和碳酸乙烯酯水解法两种生产方法。
①乙二醇和碳酸二甲酯联产法
该方法的主要过程分两步进行,首先是二氧化碳和环氧乙烷在催化剂作用下合成碳酸乙烯酯,第二步是碳酸乙烯酯和甲醇(MA)反应生成碳酸二甲酯和乙二醇,两步反应都属于原子利用率100%的反应。
②碳酸乙烯酯水解合成法
美国Halcon-SD、联碳、日本触媒等公司于20世纪70年代后相继开发出碳酸乙烯酯水解合成乙二醇的工艺技术。Halcon-SD公司工艺首先由乙烯、氧反应生成环氧乙烷,经第一吸收塔和汽提塔后,在第二吸收塔内用含碳酸乙烯酯、乙二醇和碳酸化催化剂的溶液洗涤环氧乙烷蒸气,形成碳酸乙烯酯反应富液,然后进入碳酸化反应器中,通入二氧化碳,使环氧乙烷和二氧化碳在催化剂的作用下,于90℃和6.18MPa 压力下反应生成碳酸乙烯酯。碳酸乙烯酯从反应液中汽提后分层,上层回到第二吸收塔作为洗涤液,在下层的碳酸乙烯酯中加入水,在同一催化剂作用下水解生成乙二醇。Halcon-SD工艺的特点是开发了既适用于碳酸化又适用于水解反应的新型催化剂,乙二醇收率高达99%。另外,Halcon-SD公司在研究中发现,即使环氧乙烷中含有少量水分,仍能保证碳酸乙烯酯的高效中心,这就使环氧乙烷的纯化操作条件不至于过分苛刻,而且加成反应和水解反应可用同一种催化剂,避免了均相反应中催化剂回收难的难题。但由于碳酸乙烯酯水解制乙二醇需要大型的高压反应槽,且生产成本仍然较高,所以至今还没有实现工业化生产。
二乙二醇
二乙二醇即二甘醇,是由环氧乙烷与乙二醇作用而制造。 二甘醇主要来自于环氧乙烷(EO)水合生产乙二醇(EG)的副产物,在副产物中二乙二醇(二甘醇)含量约占8~9%、三乙二醇(三甘醇)占~1%、其余为更高分子量的聚乙二醇,而副产物生成量随着环氧乙烷和水的配比的变化而变化。近年来,随着国内大型乙二醇生产装置的相继建成投产,目前我国乙二醇生产能力已高达104~105万吨/年,那么二甘醇的产量增长就很快,估计约可达10万吨/年左右。随着即将建成投产的南海石化的32万吨/年乙二醇装置和不久上海石化的38万吨/年乙二醇装置也将建成,届时全国和上海地区的二甘醇产量将会进一步增长。因此,开发二甘醇的下游产品,做好二甘醇的综合利用,是极具有经济价值和市场潜力的项目。
主要用于制聚酯涤纶,聚酯树脂、吸湿剂,增塑剂,表面活性剂,合成纤维、化妆品和炸药,并用作染料/油墨等的溶剂、配制发动机的抗冻剂,气体脱水剂,制造树脂、也可用于玻璃纸、纤维、皮革、粘合剂的湿润剂。
可生产合成树脂PET,纤维级PET即涤纶纤维,瓶片级PET用于制作矿泉水瓶等。还可生产醇酸树脂、乙二醛等,也用作防冻剂。除用作汽车用防冻剂外,还用于工业冷量的输送,一般称呼为载冷剂。
一、可挠性软管的应用和相关技术
(一)可挠性软管的一般结构和特点
1.挠性软管的一般结构
用于海底油气管道系统的挠性软管,管体一般由五部分组成:
a.密封材料。多采用尼龙,一般为Nylon11,该材料在85℃条件下,预期寿命达30年,具有良好的弹性。或采用HID9300型高密度聚乙烯,该材料极限拉伸可达400%,具有良好的耐海水环境性能。
b.加强材料。多采用不锈钢做加强铠装,一般为316L型不锈钢作承受内外压作用的骨架,具有较高的抗腐蚀性能。或采用碳钢件来承受环向力和轴向力。
c.保温材料。多采用聚氨酯泡沫。该材料导热系数低、保温性能好,但熔点较低不能用挤压成型,与钢加强件难很好接合。目前发展出一种改性聚氨酯泡沫,可以挤压成型克服了以上不足。由于保温材属脆性物质,故一般单层厚度不宜超过40mm,否则会影响软管挠性和强度。
d.抗滑、抗磨材料。在各层加强钢件之间为防止过大的滑动和磨蚀,放置一种合成材料,以便将钢加强件握紧起抗滑抗磨作用。
e.外保护材料。一般均采用高密度聚乙烯,因为它具有良好的防腐蚀和抗机械损伤的性能。
图15-21和图15-22给出了两个典型挠性软管管体结构图。前者是尼龙材料作内衬的常压输送有腐蚀性介质的挠性软管,后者是作加强处理和保温的耐高压挠性软管。
2.挠性软管的特点
a.管段长度无限。由于制管工艺是连续生产,像电缆一样,这样管段长度仅受卷轴滚筒尺寸和安装起吊设备能力制约。与钢管道相比可大大减少管段连接工作量和避免接口质量薄弱的环节。
图15-21 图15-22
b.铺设安装方便。挠性软管在海上铺设安装不需要专门的铺管船。一般用大马力拖轮稍加改装就能胜任挠性软管的铺设安装,就像铺电缆一样简单、快捷,使海上铺设安装费用大大降低。
c.具有良好的内、外防腐蚀性能、保温性能、比钢管还好的机械强度性能和耐久性能。
d.具有足够的负浮力,无需挖沟埋设或另加配重涂层就能满足管道在海底稳定性的要求。
e.具有比钢管更强的抗水动力和抗振动疲劳破坏的性能。
f.管段两端可在预制时装配上通用的机械法兰,实现管段间或与钢管管段方便可靠的机械连接。
g.可以实现回收再使用。
(二)可挠性软管的应用领域和效果
在我国海上油田开发工程中,对可挠性软管都有应用,但数量、范围都不大。由于软管材料费较贵,多数是在一些特殊部位或特定情况下,充分发挥可挠性软管的特殊优点方予以选择应用。经实用检验,一般质量稳定可靠,在恶劣的海洋环境和复杂的动力作用下使用效果不错。我国海洋石油开发工程应用可挠性软管的领域有两个,一是浮式生产系统到单点系泊或水下生产系统之间的跨接软管或动力立管,二是海底输油管道系统。在此重点介绍后者的应用。
a.1989年9月,中国海油在北部湾W10-3A平台至W10-3B平台(由“南海一号”钻井船改装成的钻井、采油两用平台)之间铺设了一条内径6"可挠性软管的海底输油管道,这在我国是第一次,在整个远东地区也是第一次。这条软管的长度约1800m,由法国Coflexip公司制造,中国负责管道设计和铺设安装。这条海底软管是由“南海211”拖轮船铺设的。该船经改装,在船中间装上了一个固定滚轴装置,用于固定软管圈筒,在船尾加装了一个软管下水尾槽。软管在平台两端的连接,采用把软管套在“J”型钢管里,将“J”型钢管固定在导管架上的方法。铺设这种软管仅用了一天的时间,与铺钢管相比,大大节省了时间和铺管费用。
b.1991年7月,中国海油在涠10-3北油田开发工程建设中,又成功地在北部湾铺设安装了第二条可挠性软管的海底输油管道。该管道内径6"(152mm),长约4.25km,是从W10-3C平台(由“渤海六号”沉垫式、自升式钻井船改装成的钻井、采油两用固定平台)到 W10-3A平台,将W10-3C采出的井液分离气体后输往W10-3A平台,与该平台采出的和从W10-3B平台输来的井液汇合后送往该油田的“南海希望号”生产储油轮进行处理。这条挠性软管海底输油管道长度在我国海域目前是最长的,是由法国Coflexip公司进行的软管结构设计和铺管施工设计(包括对“南海210”、“南海211”三用工作船的改装设计)并承担软管制造及供货。而铺管船(“南海210”、“南海211”)的改装施工和软管铺设海上安装全部由中国海油完成。在北部湾W10-3油田铺设的两条可挠性软管海底输油管道总布置见图15-23。
图15-23 在北部湾 W10-3油田铺设的可挠性软管海底输油管道
c.1993年在珠江口对外合作开发的陆丰13-1油田铺设投产了一条6"的海底挠性输油软管,该油田水深140~150m。该条输油软管是从井口采油平台到“南海盛开号”的浮式储油装置,全长约1.85km。见图15.24。
d.1996年3月由法国Coflixip公司承包在珠江口流花11-1油田,铺设了3条可挠性软管海底管道。这3条软管,一条是6"的测试计量管道,另两条是 的海底生产输液管道,管道的一头与“南海胜利号”浮式生产储油装置的单点系泊系统相接,另一端与“南海挑战号”半潜式钻井及生产辅助平台的水下基座相连,总长约2.5km。3条软管的布置见图15-25。流花11-1油田是由中方与美国阿莫科东方石油公司与科麦奇石油公司联合开发的,油田海域水深300~350m。
图15-24 陆丰13-1油田海底挠性输油软管
图15-25 流花11-1油田3条软管的布置图
e.1993年在辽东湾海域绥中36-1油田试验区开发工程的海底管道系统中,采用了三段挠性软管代替部分钢立管和膨胀弯。当时该油田生活动力平台需要设置6条海底管道的平台立管,而平台上部模块已安装好,在进行海底管道和立管安装时,采取惯用的立管、膨胀弯和平管整体吊装的方式已不可实现。为解决这个难题,提出了用挠性软管代替部分钢立管和膨胀弯的方案,实践证明达到了预期效果。三条软管段分别为内径88.9mm的输天然气用、一条是内径152.4mm的注水用和一条内径为203.2mm的输油用,三条管段长度全部是60m。绥中36-1油田试验区海域水深30m。
f.1998年4月在渤海锦州9-3油田开发工程的海底管道系统中,安装了4段美国Wel1-stream公司生产的挠性软管。安放的部位是东/西区沉箱基础平台附近,用挠性软管作连接沉箱内立管和沉箱基础外钢质平管的膨胀弯。主要考虑沉箱基础附近冲刷深度达1.5m,从立管穿沉箱壁到平管连接时,穿沉箱壁的点距海底为1.5m,这样从立管到平管要存在海底悬空跨接的膨胀弯管段,若用钢管则存在受涡流激振发生疲劳破坏的风险,为此设计选用了抗水动力作用较好的挠性软管。规格为2段12"的输油管,2段65/8"的高压注水管。在西区沉箱端软管长50m,而东区端长度为70m。从投产至今使用已满5年,没有出现任何问题。
(三)可挠性软管的技术发展和应用前景
可挠性软管最早是由法国石油研究院经过近十年研究,开发出的这种适用于石油天然气工业的专利产品,后组建Coflexip公司专门生产。当时在全球独此一家,处于垄断地位,价格较贵,但由于具有比钢管诸多明显的优点,在海洋石油工业领域尤其受到青睐,且不断扩张其应用范围。近些年来,美国、日本和欧洲一些国家相继有了生产这种挠性软管的公司,其中美国“Wellstream”公司已经成为能与Coflexip公司竞争的强劲对手。随着技术的发展和市场的竞争,该类产品价格不断下降,应用领域和规模得到进一步扩大。
二、“子母管”管道结构的应用和相关技术
(一)“子母管”管道结构工程实例
图15-26 “子母管”结构管道图
在渤海辽东湾海域,中国海油自营勘探开发的锦州20-2凝析气田一期工程建设中,设计、铺设安装了一条长约10km的“子母管”结构海底管道,“子管”外径2.375",用来输送乙二醇防冻液;“母管”外径8.625",用来输送从井口采出的天然气。这条管道是该凝析气田内部的集输管道,是为将南高点平台采出的天然气输送到中北高点平台而后汇总转输至岸上的处理终端。为防止在从南平台至中北平台长约10km的海底输气管道中有水化物生成,采用从管道入口处注入乙二醇防冻液的措施。又为降低生产成本对防冻液重复应用,便提出了在中北平台分离回收防冻液,用一条2"的小管再把回收的乙二醇泵送回南平台,从而实现防冻液重复使用的工艺方案。为实现这种工艺方案,进行了多个管道结构方案的比较,比如采用挠性的集汇软管,或采取分别铺设两根钢管等等,但经过技术经济分析比较,最终决定采用“子母管”结构的钢管管道,认为这在技术上可行,现有铺管船能安装,能实现两根钢管一起铺设和同沟埋设,从而使工程造价最低,显然是最合理的做法。该管道路由海底是平坦的软土,水深为18m左右。
图15-26示该“子母管”结构管道的主要参数。
(二)“子母管”管道结构相关技术
这种结构的海底管道,在国内是首次使用,在国际上也不多见。
首先这种管道的设计在通用国际规范标准中,尚找不到具体明确的指导性条文,也查不到可作为设计依据的方法和原则。在进行管道设计时,针对该工程的具体条件,认为将2″小管作为8″主管的附加荷载,控制8″主管的结构强度保证安装期两根管不脱开就可以了。虽然从设计理念上能说得过去,但毕竟没有设计过,没有经验和把握,最后请美国“海湾工程公司”协作共同完成了这项“子母管”结构海底管道的设计。
按照设计要求,使用“滨海109”铺管船,在现有铺管作业线一侧的外舷增设了一条2英寸小管组对接管作业线,利用2″小管柔性,在8″主管完成现场节点玛帝指浇灌后将2″小管并到主管下水线上,且按设计要求进行帮扎把小管固定在主管上,然后一起下水铺放到海底上。在铺设过程中,施加的张力全在8″的主管上,2″小管仅作为附加荷载固定在主管上,在安装过程中不做受力构件进行应力控制。
(三)“子母管”管道结构的应用前景
经实践检验,这条“子母管”结构的海底管道,设计和铺设安装都很成功,达到了预期目的,更为我国自行设计和铺设这种特殊结构的海底管道积累了宝贵经验,“子母管”管道结构的应用前景看好。
国标编号 ——
CAS号 107-21-1
中文名称 乙二醇
英文名称 Ethylene glycol
别名 甘醇
分子式 C2H6O2;HOCH2CH20H 外观与性状 无色、无臭、有甜味、粘稠液体
分子量 62.07 蒸汽压 6.21kPa/20℃ 闪点:110℃
熔点 -13.2℃ 沸点:197.5℃ 溶解性 与水混溶,可混溶于乙醇、醚等
密度 相对密度(水=1)1.11;相对密度(空气=1)2.14 稳定性 稳定
危险标记 主要用途 用于制造树脂、增塑剂,合成纤维、化妆品和炸药,并用作溶剂、配制发动机的抗冻剂
2.对环境的影响
一、健康危害
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:国内未见相品急慢性中毒报道。国外的急性中毒多系因误报。吸入中毒表现为反复发作性昏厥,并可有眼球震颤,淋巴细胞增多。口服后急性中毒分三个阶段:第一阶段主要为中枢神经系统症状,轻者似乙醇中毒表现,重者迅速产生昏迷抽搐,最后死亡;第二阶段,心肺症状明显,严重病例可有肺水肿,支气管肺炎,心力衰竭;第三阶段主要表现为不同程度肾功能衰竭。人的本品一次口服致死量估计为1.4ml/kg(1.56g/kg)。
二、毒理学资料及环境行为
毒性:属低毒类。
急性毒性:LD508.0~15.3g/kg(小鼠经口);5.9~13.4g/kg(大鼠经口);1.4ml/kg(人经口,致死)
亚急性和慢性毒性:大鼠吸入12mg/m3(连续多次)八天后2/15只动物眼角膜混浊、失明;人吸入40%乙二醇混合物9/28人出现短暂昏厥;人吸入40%乙二醇混合物加热至105℃反复吸入14/38人眼球震颤,5/38人淋巴细胞增多。
危险特性:遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。
燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。
3.现场应急监测方法
4.实验室监测方法
品红亚硫酸法《化工企业空气中有害物质测定方法》,化学工业出版社
变色酸法《化工企业空气中有害物质测定方法》,化学工业出版社
5.环境标准
前苏联 车间空气中有害物质的最高容许浓度 5mg/m3
前苏联(1975) 水体中有害有机物的最大允许浓度 1.0mg/L
嗅觉阈浓度 90mg/m3
6.应急处理处置方法
一、泄漏应急处理
切断火源。戴自给式呼吸器,穿一般消防防护服。不要直接接触泄漏物,在确保安全情况下堵漏。用大量水冲洗,经稀释的洗液放入废水系统。如大量泄漏,利用围堤收容,然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。
二、防护措施
呼吸系统防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可佩带自给式呼吸器。
眼睛防护:必要时戴安全防护眼镜。
防护服:穿工作服。
手防护:必要时戴防化学品手套。
其它:工作后,淋浴更衣。避免长期反复接触。定期体检。
三、急救措施
皮肤接触:脱去污染的衣着,用流动清水冲洗。
眼睛接触:立即翻开上下眼睑,用流动清水冲洗15分钟。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。立即就医。
食入:误服者用大量水或饱和苏打水洗胃。就医。
灭火方法:雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。
防冻液都是乙二醇型防冻液,乙二醇沸点高,冰点低,不易挥发,热稳定性好,化学性能稳定,因此得到了广泛应用。
是常用的高沸点溶剂,其60%的水溶液的凝固点为-40℃,所以可用作冬季汽车散热器的防冻剂和飞机发动机的致冷剂。乙二醇水溶液的性能好,在一定的比例时冰点可达-60℃以下,而沸点在110℃以上,它不会损害橡胶软管,加入防锈剂后不腐蚀金属,价格相对便宜,无不愉快的气味。因此这种液体目前广泛采用作为汽车冷却系统的循环介质,称为汽车防冻液。
扩展资料:
乙二醇的各种作用:
乙二醇主要用于制聚酯涤纶,聚酯树脂、吸湿剂,增塑剂,表面活性剂,合成纤维、化妆品和炸药,并用作染料或油墨等的溶剂、配制发动机的抗冻剂,气体脱水剂,制造树脂、也可用于玻璃纸、纤维、皮革、粘合剂的湿润剂。
可生产合成树脂PET,纤维级PET即涤纶纤维,瓶片级PET用于制作矿泉水瓶等。还可生产醇酸树脂、乙二醛等,也用作防冻剂。除用作汽车用防冻剂外,还用于工业冷量的输送,通常称呼为载冷剂。
参考资料来源:
百度百科-乙二醇
油气回收方法主要有四种:活性炭吸附法;吸收法;膜分离法;冷凝法; 储运过程产生的含烃气体通过活性炭吸附剂床层,其中的烃类被吸附剂吸附,吸附过程在常温常压下进行。吸附剂达到一定的饱和度后,进行抽真空减压再生,再生过程中脱附出的油气再用油品进行吸收,吸收后的贫气再返回到吸附过程进行吸附。主要工艺单元包括:油气收集、吸附过程、再生过程、压缩过程、吸收过程、换热和密封。吸附法的最大优点就是可以通过改变吸附和再生运行的工作条件来控制出口气体中油气的浓度。缺点是,工艺复杂、吸附床层易产生高温热点(实验室试验已证明)。三苯易使活性炭失活;失活活性炭的处理问题。国内尚未有国产的工业装置运行,有四套进口的装置在石油库运行,装置购置费用高。
工艺流程:在装车地点产生的油气通过密闭鹤管进入油气回收装置。在油气进入装置之前,先通过一个排水罐以保证不含汽油的油气微粒进入碳床。另外,油气母管上还设有PVV(真空/压力阀)紧急出口,可以确保装置在停工状态下将油气母管内的油气释放。PVV紧急出口或其他紧急出口应该配有相应的阻燃阻火栓。回收装置由2个碳床组成,一个通过阀门连接在油气进入管上,处于“吸附”状态,另一个则通过真空泵进行“再生”。两个炭床同时工作,保证对源源不断进入装置的油气及时进行回收处理。即:一个炭床用于吸附油气中的烃,另一个炭床则将吸附的烃通过真空泵排出;当第一个炭床的吸附烃达到饱和后,立即转入“再生”操作(即脱附阶段),而在此之前已排空的第二个碳床进入下一个阶段的“吸附”状态。活性炭的再生需要通过两个阶段完成。首先,活性炭容器内被抽真空,所吸附的烃从炭床中分离出来,使大部分烃被脱附。然后,为了保证炭床中的烃被尽可能彻底地清除干净,有必要引入少量空气对碳床上可能残留的烃进行吹扫。本装置采用的真空泵是液环泵。需要一个液气分离罐和一个换热器。真空泵的封液是乙二醇和水的混合物。换热器的标准选配媒介是汽油或其他种类的冷凝液。在分离罐中,高浓度的烃气进入吸收喷淋塔。从汽油储罐中抽出来汽油自塔的顶部喷淋下来,与自下而上纯烃气混合,由此实现烃在汽油中的吸收。全套装置具有自动节能功能:如果装车停止,所有装置都处于待命操作状态。处于待命状态的装置可以随时启动。真空泵每隔一段时间就自动启动一次,以保持碳床的干净和活性炭的活性。当下次装车开始时,全套装置自动启动。活性炭吸附法油气回收装置,是欧美现在流行的技术,其最大的特点是,通过改变装置运行条件,可控制出口气体中烃的浓度,达到不同的排放标准要求。每回收1升汽油消耗0.15~0.2度电。平均每年的运行成本为16万元人民币。根据实验室的吸附剂筛选研究,活性炭是专门制造的,非一般的活性炭。市面上销售的活性炭均达不到其吸附和脱附的性能。吸附过程是一个物理的放热过程,在对高浓度的油气进行吸附,炭层的温升很快,温度也很高,实验室进行的吸附剂筛选试验结果也证明了这一点。L×D为250×40mm的吸附柱在室温下进行吸附,仅几分钟,炭层的温度达到80~90℃。所以,日本政府从安全的角度考虑,严禁使用可燃性的活性炭做为油气回收的吸附剂。此外,采用抽真空解吸的方法再生活性炭,三苯的脱附是有问题的,三苯在活性炭上的吸附,将最终导致活性炭的失活。采用吸附的方法回收油气,不能直观地看到回收物。而对失活的活性炭怎样处理也是将面临的问题。由于炭层高度对油气通过炭层有压力损失,对鹤管的密闭提出更高的要求。《东京都条例》规定油气浓度≥1vol%,禁止使用可燃性活性炭吸附剂。日本的吸附法油气回收装置,初期使用单一硅胶吸附剂,然后又改为床层内充填不同硅胶吸附剂,目前改为吸附塔内分层充填硅胶和活性炭吸附剂。 油气冷凝工艺技术原理是利用冷冻工程方法,将油气热量置换出来,使油气各种组分温度低于凝点从气态变为液态,实现回收利用。采用多级连续冷却方法制冷至-73℃,典型的油气回收率在90~95%。冷凝至-95℃,出口气体的非甲烷总烃浓度≤35g/m3。冷凝法油气回收技术优点是工艺简单,安全性能好,回收物直接为油品。单压缩机自复叠制冷技术开发的纯冷凝法油气回收装置可将油气温度降至-100℃~-120℃。装置正常工作状态耗电量仅为0.2(Kw·h)/m3油气,用电与活性炭吸附法持平。冷凝式油气回收处理设备关键技术成熟、造价相对低廉、占地面积小、维护容易、安全性好、运行费用小,仅耗电和冷却水(也可用空冷方式),回收效益远大于能耗支出。纯冷凝式油气回收设备处理能力5~500m3/h,。工艺流程油气经三级冷却,温度降低至-100℃以下,从而冷凝出干净的碳氢化合物液体。油气首先降温至3~5℃,冷凝出碳氢化合物重组份和空气中携带的水,降低在以后阶段的结霜可能性。在第二级制冷,油气进一步冷却到-50~-65℃,然后通过第三级制冷冷却到-100~-110℃。从三级制冷冷凝后的干净冷空气被加热至10℃或者更高,热源来自于制冷系统中回收热。除霜:进入装置空气中携带的水蒸汽,在第一阶段就冷凝成液体,剩余的水蒸气会在第二阶段阶段结霜。。国外冷凝式油气回收装置设计除霜液由循环运行的制冷系统的废热进行预热。当系统24小时连续运行时,需要两台油气冷凝器,其中一台除霜,另一态继续运行,系统自动进行除霜和切换。纯冷凝式油气回收装置设计了快速除霜系统,3~5min内完成除霜。性能及指标安全性――所有组件均Ex防爆组件;油气通道无机械或者电力组件。排放浓度--汽油和石脑油,尾气出口浓度达到12g/m3(国家标准GB20952-2007规定:油气排放达≤25g/m3)。负荷―超过设计流量的150%~180%情况下运行,超负荷运转时回收率略有下降,超过设计流量150%时汽油回收率为90%。
综述:纯冷凝法防爆油气回收装置利用了单压缩机自复叠制冷新技术,油气的回收率在99%以上,达到排放浓度在12g/m3以下,冷凝温度应达到-100℃~-120℃。机组充分利用系统回热,耗电为0.2(Kw·h)/m3油气,和活性炭吸附法持平。装置运行能耗很高,费用非常高。