【正文】 能力且有利于環(huán)氧乙烷的回收，故采用加壓氧化法，但壓力高對(duì)設(shè)備的要求高費(fèi)用增加催化劑易損壞。為了確保安全，需要用自動(dòng)分析檢測(cè)儀監(jiān)視，并配制自動(dòng)報(bào)警連鎖切斷系統(tǒng)，熱交換器安裝需要有防爆措施 [1516]。工業(yè)上常在原料氣中添加微量有機(jī)氯如二氯乙烷，以提高 催化劑的選擇性，調(diào)節(jié)溫度 [1214]。堿土金屬類中，用得最廣泛的是鋇鹽。載體如有空隙，由于反應(yīng)物在細(xì)空隙中的擴(kuò)散速度慢，產(chǎn)物環(huán)氧乙烷在空隙中濃度比主體濃度高，有利于連串副反應(yīng)地進(jìn)行。工業(yè)上使用的銀催化劑是由活性組分，載體和助催化劑所組成。選擇性下降，熱效應(yīng)就明顯增加，如選擇性下降移熱慢，反應(yīng)溫度就會(huì)迅速上升，甚至產(chǎn)生飛溫。 工業(yè)上生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的方法是乙烯直接氧化法，在銀催化劑上 乙烯用空氣或純氧氧化。 7 一、反應(yīng)過程分析： 工業(yè)上生產(chǎn)環(huán)氧乙烷最早采用的方法是氯醇法，該法分兩步進(jìn)行，第一步將乙烯和氯通入水中反應(yīng)生成 2氯乙醇， 2氯乙醇水溶液濃度控制在 6%— 7%（質(zhì)量） ?？梢耘c水、醇、醚及大多數(shù)有機(jī)溶劑以任意比混合。反應(yīng)速度由 EO 異構(gòu)化控制。實(shí)驗(yàn)已證明這些副產(chǎn)物以兩條不同的路線生成的。 環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)原理 氧化反應(yīng)原理 乙烯氧化過程，按氧化程度可分為選擇氧化（部分氧化）和深度氧化（完全氧化）兩種情況，乙烯分子中碳碳雙鍵 C=C 具有突出的反應(yīng)活性，在一定條件下可實(shí)現(xiàn)碳碳雙鍵選擇性氧化，生成環(huán)氧乙烷。通常氧氣氧化法的生產(chǎn)成本比空氣氧化法低 10％左右。 直接氧化法 直接氧化法又可分為空氣氧化法和氧氣氧化法。 生產(chǎn)方法的評(píng)述及選擇 環(huán)氧乙烷的工業(yè)生產(chǎn)方法有氯醇法和乙烯直接氧化法。 2020 年我國(guó) EO 生產(chǎn)能力約為 1200kt/a。 UCC 公司報(bào)道了一系列催化劑研制專利，包括含鋰、鈉、鉀、銣、銫、鋇中至少一種陽離子助劑，含硫化物、氟化物陰離子助劑和選自Ⅲ B— Ⅵ B 族至少一種元素組成的減少環(huán)氧乙烷完全氧化反應(yīng)的銀催化劑。高活性催化劑系列產(chǎn)品為 S860、 S86S86 S863，具有初始反應(yīng)溫度低 (218℃ — 225℃ )、初始選擇性高 (81%— 83%)、活性和選擇性下降速率慢等特點(diǎn)，該系列催化劑已應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外 20 多家采用 Shell 技術(shù)或其他專利技術(shù)的環(huán)氧乙烷生產(chǎn)裝置中。例如在催化劑方面，盡管載體、物理性能和制備略有差異，但水平比較接近，選擇性均在 80%以上；在工藝技術(shù)方面都有反應(yīng)部分、脫 CO環(huán)氧乙烷回收組成，但抑制劑選擇、工藝流程上略有差異。 1938 年又建成了首套乙烯空氣氧化法工業(yè)裝置。 我國(guó)由氯醇法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷始于 1960 年代，由于氯醇法對(duì)乙烯質(zhì)量要求不高，所以采用酒精發(fā)生乙烯和渣油裂解混合烯烴生產(chǎn)環(huán)氧乙烷在我國(guó)石油化工發(fā)展初期具有一定意義。其它環(huán)氧乙烷的衍生產(chǎn)品有乙醇胺、溶劑、 乙二醇醚類等。 環(huán) 氧乙烷在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用 環(huán)氧乙烷 (簡(jiǎn)稱 EO)，又稱氧化乙烯，也稱惡烷，是一種最簡(jiǎn)單的環(huán)醚，是乙烯工業(yè)衍生物中僅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要有機(jī)化工產(chǎn)品，是最簡(jiǎn)單最重要的環(huán)氧化物，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有舉足輕重的地位和作用。它們兼具醇和醚的性質(zhì)，是優(yōu)良的溶劑，用途很廣泛，可溶解纖維酯如硝酸纖維酯、工業(yè)上稱為溶纖劑。在常溫下為無色氣體，低溫時(shí)為無色易流動(dòng)液體，在空氣中的爆炸限（體積分?jǐn)?shù)）為 %— 100%，它易與水、醇、氨、胺、酚、鹵化氫、酸及硫醇進(jìn)行開環(huán)反應(yīng)有乙醚的氣味，其蒸氣對(duì)眼和鼻粘膜有刺激性，有毒。直接 氧化法中，首先出現(xiàn)的是空氣氧化法，而后氧氣氧化法問世，二者并行， 近幾十年來，許多廠家都采用氧氣氧化法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，因?yàn)檠鯕庋趸ú恍枰諝鈨艋到y(tǒng)，并且氧氣氧化法的環(huán)氧乙烷收率高于空氣氧化法，乙烯單耗較低。 material balance 1 引 言 環(huán)氧乙烷是石油化學(xué)工業(yè)的重要產(chǎn)品，也是一種基本有機(jī)化工原料，用途很多，廣泛用于生產(chǎn)乙二醇、非離子表面活性劑、乙醇胺、乙二醇醚溶劑、醫(yī)藥中間體、油田化學(xué)品、農(nóng)藥乳化劑等各種精細(xì)化學(xué)品。 關(guān)鍵詞： 環(huán)氧乙烷 ； 工藝流程 ； 反應(yīng)器 ； 物料衡算 II Process design of ethylene oxide with annual output of 30kt Abstract: The process of ethylene oxide with annual output of 30,000 tons was designed in this paper. The process design of this essay introduced the epoxy ethane39。 年產(chǎn) 3 萬噸環(huán)氧乙烷工藝設(shè)計(jì) Process design of ethylene oxide with annual output of 30kt 目 錄 摘要： .................................................................................................................................... I Abstract: ............................................................................................................................II 引 言 .............................................................................................................................. 1 第 一 章 工藝概述 .............................................................................................................. 2 環(huán)氧乙烷的性質(zhì) ...................................................................................................... 2 環(huán)氧乙烷的物理性質(zhì) ........................................................................................... 2 環(huán)氧乙烷的化學(xué)性質(zhì) ........................................................................................... 2 環(huán)氧乙烷在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的 地位和作用 .................................................................. 2 環(huán)氧乙烷在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展動(dòng)向 .............................................................................. 3 生產(chǎn)技術(shù) ............................................................................................................... 3 技術(shù)發(fā)展動(dòng)向 ....................................................................................................... 3 環(huán)氧乙烷的市場(chǎng)需求狀況 ...................................................................................... 4 生產(chǎn)方法的評(píng)述及選擇 .......................................................................................... 4 氯醇法 ................................................................................................................... 4 直接氧化法 ........................................................................................................... 4 環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)原理 .............................................................................................. 5 氧化反應(yīng)原理 ....................................................................................................... 5 二氧化碳脫除原理 ................................................................................................ 6 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 .......................................................................................................... 6 生產(chǎn)中注意事項(xiàng) .................................................................................................... 10 第 二 章 物料衡算 ............................................................................................................ 11 物性數(shù)據(jù) ................................................................................................................ 11 設(shè)計(jì)依據(jù) ................................................................................................................. 11 循環(huán)系統(tǒng)的物料衡算 ............................................................................................ 12 計(jì)算依據(jù) ............................................................................................................. 12 混合器 .................................................................................................................. 13 反應(yīng)器 ................................................................................................................. 16 第 三 章 熱量衡算 ............................................................................................................ 19 反應(yīng)器的熱量衡算 ................................................................................................ 19 第 四 章 設(shè)備計(jì)算 ............................................................................................................ 24 反應(yīng)器設(shè)備計(jì)算 .................................................................................................... 24 確定氧化反應(yīng)器的基本尺寸 ......................................................................