環(huán)氧乙烷的性質(zhì)作用以及應(yīng)用-wenkub
2023-07-01 13:16:43 本頁(yè)面
【正文】 ，,燃點(diǎn)702K，自燃點(diǎn)844K，%78%（體積分?jǐn)?shù)），在空氣中允許濃度為150mg/kg，粘度在10℃，熱導(dǎo)率在25℃()。本設(shè)計(jì)采用氧氣直接氧化法，對(duì)原有的單元設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)能力標(biāo)定和技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)定。分子式C2H4O，易燃易爆有毒的液體。在環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)發(fā)展過(guò)程中，生產(chǎn)技術(shù)和工藝過(guò)程都有不斷的改進(jìn)和革新，到目前為止，世界上幾乎所有的環(huán)氧乙烷都是用乙烯直接氧化法生產(chǎn)的。在此基礎(chǔ)上，查閱了大量資料，根據(jù)設(shè)計(jì)條件，通過(guò)物料衡算、熱量衡算、反應(yīng)器的選型及尺寸的確定，計(jì)算壓降、催化劑的用量等，設(shè)計(jì)出符合設(shè)計(jì)要求的反應(yīng)器。環(huán)氧乙烷的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，能與很多化合物進(jìn)行反應(yīng)，其反應(yīng)主要是環(huán)氧乙烷開(kāi)環(huán)與其它化合物進(jìn)行加成反應(yīng)，放出大量反應(yīng)熱，有的反應(yīng)進(jìn)行得非常劇烈，甚至產(chǎn)生爆炸。②與醇類反應(yīng)環(huán)氧乙烷與醇反應(yīng)生成醚，其反應(yīng)的最終產(chǎn)品是至少含一個(gè)羥基的醚。(4)異構(gòu)化反應(yīng)環(huán)氧乙烷在三氧化二鋁、磷酸、磷酸鹽等催化劑存在下可異構(gòu)化為乙醛。（7)齊聚反應(yīng)環(huán)氧乙烷進(jìn)行齊聚反應(yīng)可生成冠醚，催化劑為含氟的路易斯酸。3設(shè)計(jì)方案及反應(yīng)器型的確定 環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)方法的確定目前，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的方法有氯醇法和乙烯氧化法兩種，乙烯氧化法又分為乙烯空氣氧化法及乙烯氧氣氧化法。反應(yīng)器是關(guān)鍵性設(shè)備，與反應(yīng)效果密切相關(guān)，其反應(yīng)過(guò)程基本相同，都包括反應(yīng)、吸收、汽提和蒸餾精制等工序。由于用純氧作氧化劑，連續(xù)引入系統(tǒng)的惰性氣體大為減少，未反應(yīng)的乙烯基本上可完全循環(huán)使用。氯醇法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，由于裝置小、產(chǎn)量少、質(zhì)量差、消耗高，因而成本也高，與大裝置氧化法生產(chǎn)的高質(zhì)量產(chǎn)品相比失去了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。只有銀催化劑例外，在銀催化劑上乙烯能選擇性地氧化成環(huán)氧乙烷，該催化劑在選擇性、強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和壽命等方面都有一定的特色。 反應(yīng)壓力乙烯直接氧化反應(yīng)過(guò)程，主反應(yīng)是體積減少的反應(yīng)，副反應(yīng)(深度氧化)是體積不變的反應(yīng)。對(duì)于乙烯直接氧化過(guò)程，實(shí)踐證明，提高空速，轉(zhuǎn)化率會(huì)略有下降，而選擇性將有所上升，在一定范圍內(nèi)提高空速可提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)活性組分銀的開(kāi)發(fā)研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。 工藝流程概述本次設(shè)計(jì)采用氧氣氧化法進(jìn)行環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)，以氧氣作為氧化劑，乙烯在1MPa、250℃下通過(guò)裝有銀催化劑的固定床反應(yīng)器，直接氧化為環(huán)氧乙烷。物料衡算以質(zhì)量守恒定律為基礎(chǔ)，主要計(jì)算所需物料量和產(chǎn)品量，還可以算出物料的組成，確定物料中各組分在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的定量轉(zhuǎn)化關(guān)系，并通過(guò)衡算求得原料的定額消耗。 反應(yīng)原理 乙烯和氧氣在銀催化劑上，于一定溫度和壓力下，直接氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，反應(yīng)方程式可表為：（1） 主反應(yīng)： 反應(yīng)為放熱反應(yīng)。C，出口溫度235176。進(jìn)入反應(yīng)器的溫度：483K； 反應(yīng)溫度：523K。 主反應(yīng)： (1) 副反應(yīng)： (2)已知乙烯轉(zhuǎn)化率為20％，選擇性為66％，按年產(chǎn)13400噸環(huán)氧乙烷計(jì)算，考慮過(guò)程損失后每小時(shí)生產(chǎn)環(huán)氧乙烷量為WG:kg/h有第一反應(yīng)器加入乙烯的量FO為按原料氣組成，求得原料氣中個(gè)組分含量為： 在（1）中消耗乙烯量：＝ 消耗氧氣量：＝ 生成環(huán)氧乙烷量：在(2)中消耗乙烯量：()= 消耗氧氣量：3= 生成二碳氧化量：2= 生成水量：2=則可知 未反應(yīng)的乙烯量：= 未反應(yīng)的氧氣量：= 出反應(yīng)器的二氧化碳量：+= 出反應(yīng)器的水量：0+= 出反應(yīng)器的環(huán)氧乙烷量：0+=出反應(yīng)器的物料總量：++++ +=，所以出口氣體中各組分的量如表所示。假如物質(zhì)在T1到T2范圍內(nèi)的CPT關(guān)系為一直線，可以證明，此溫度范圍內(nèi)的平均定壓熱容CPf等于溫度下物質(zhì)的熱容，也等于T1到T2溫度下物質(zhì)熱容CP1和CP2的算術(shù)平均值，一般來(lái)說(shuō)，物質(zhì)的CPT關(guān)系不是直線，但他的曲率并不大，只要計(jì)算時(shí)溫度范圍不大，常把曲線關(guān)系當(dāng)做直線關(guān)系來(lái)近似處理，所以上述平均熱容的辦法可行。已知：(1)；
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