化工設計：環(huán)氧乙烷的制取鄧龍-全文預覽
【正文】 2CO2CH4C2H6ArH2OC2H4Omol0Mol,%0數(shù)據(jù)校核及結果評價數(shù)據(jù)校核 ① 總物料平衡 FF=P+W+TC 其中FF= P= W= TC= 故 方程右邊=≈方程左邊② 吸收塔物料平衡 RP=SP+P其中RP= SP= P=得 方程右邊=≈方程左邊③ 節(jié)點A物料平衡 MF=FF+RC其中FF= RC= MF=100mol 有 方程右邊=100mol=方程左邊④ 節(jié)點B(C)物料平衡 SP=W+RC+TC其中SP= W= RC= TC=得 方程右邊=≈方程左邊⑤ 節(jié)點D物料平衡 RC=SRC+SPC其中RC= SRC= SPC=有 方程右邊=≈方程左邊結果評價 以上在不同的衡算范圍對總氣體量分別進行校核，計算的結果顯示各種計算數(shù)據(jù)基本符合要求。利用衡算式 MF(X) = FF(X) + RC(X) X為C2H4和O2 可得:對C2H4： =Y + G ④對O2 ： =X + Z ⑤聯(lián)立以上五式，解得X= Y= Z= G= W=(D)確定FF的組成由以上計算可知FF中： ，故FF中O2中的Ar夾帶量為： =以節(jié)點B為衡算范圍，對N2作物料衡算，利用衡算式 SP(N2) = RC(N2) + W(N2) 可得 RC(N2)=%=以節(jié)點A為衡算范圍，對N2作物料衡算，利用衡算式 MF(N2) = FF(N2) + RC(N2) 可得 FF(N2)==故FF中各組分的總量FF=+++=計算結果如下表：組成C2H4O2N2ArmolMol,%(E)確定RC的組成由前面的計算已得RC中：O2：,C2H4：,N2：。可得SP中各組分的總量(SSP)SP=計算結果如下表：組成C2H4O2N2CO2CH4C2H6ArH2OC2H4Omol00Mol,%00確定新鮮原料(FF)和循環(huán)氣(RC)組成(A) 以整體為衡算范圍， mol,C2H4為Y mol。還應考慮能量的利用率，想辦法利用生產(chǎn)流程中各種位能的熱量，充分節(jié)約資源，降低生產(chǎn)成本?？山栌枚嗫讎娚淦鲗χ旌蠚饬鞯南掠螌⒀醺咚賴娚淙胙h(huán)氣和乙烯的混合氣中，使它們迅速進行均勻混合。關于能耗方面，除了反應選擇性和反應熱的利用等影響因素外，環(huán)氧乙烷吸收液的濃度和吸收水熱量的利用，對能耗也有顯著影響。然后進入脫氣塔脫二氧化碳，此處脫出的氣體除含二氧化碳外還有大量的環(huán)氧乙烷蒸汽，這部分氣體返回吸收塔。自二氧化碳吸收塔塔頂排出的氣體經(jīng)冷卻，并分離出夾帶的液體后，返回至循環(huán)系統(tǒng)。由于環(huán)氧乙烷能以任何比例與水混合，故采用水做吸收劑以吸收反應氣中的環(huán)氧乙烷。 工藝流程草圖及說明(一)氧化反應部分 一工藝流程草圖二流程草圖說明由于此反應為氣固相反應，并且催化劑比較貴,所以選擇列管式固定床反應器。⑹ 乙烯轉化率 單程轉化率的控制與氧化劑的種類有關，用純氧作氧化劑時，單程轉化率一般控制在12%—15%，選擇性可達7584%或更高。由于反應的轉化率比較低，為了充分利用原料從吸收塔出來的氣體須循環(huán)。⑸ 進入反應器的混合氣配比由于反應的單程轉化率較低故采用具有循環(huán)的乙烯環(huán)氧化過程，進入反應器的混合氣是由循環(huán)氣和新鮮原料氣混合而成的，其組成既影響經(jīng)濟效益也關系生產(chǎn)安全。故采用操作壓力為2Mpa左右。四、影響因素（反應條件）的分析：⑴ 反應溫度乙烯環(huán)氧化過程中存在著平行的完全氧化副反應，影響轉化率和選擇性的主要因素是溫度。三、反應器及混合器的選擇： 乙烯環(huán)氧化制環(huán)氧乙烷是一強放熱反應，溫度對反應的選擇性又甚敏感，對于這種反應最好采用流化床反應器，但因為細顆粒的銀催化劑易結塊也易磨損，流化質量很快惡化，催化劑效率急速下降，故工業(yè)上普遍采用的是列管式固定床反應器，管內(nèi)放催化劑，管間走冷卻介質。在銀催化劑中加入少量鋇鹽，可增加催化劑的抗熔結能力，有利于提高催化劑的穩(wěn)定性，延長其壽命，并可提高活性。工業(yè)上為了控制反應速度和選擇性，均采用低比表面積無孔隙或粗空隙惰性物質作為載體，并要求有較好的導熱性能和較高的熱穩(wěn)定性。載體 載體的主要功能是分散活性組分和防止銀微晶的半熔和燒結，使其活性保持穩(wěn)定。所以反應過程中選擇性的控制十分重要。 乙烯在Ag/αAl2O3催化劑存在下直接氧化制取環(huán)氧乙烷的工藝，可用空氣氧化也可以用氧氣氧化，氧氣氧化法雖然安全性不如空氣氧化法好 ，但氧氣氧化法選擇性較好，乙烯單耗較低，催化劑的生產(chǎn)能力較大，故大規(guī)模生產(chǎn)采用氧氣氧化法。第二步使2氯乙醇與Ca(OH)2反應，生成環(huán)氧乙烷。有毒，易自聚，尤其當有鐵，酸，堿，醛等雜質或高溫下更是如此，自聚時放出大量熱，甚至發(fā)生爆炸，因此存放環(huán)氧乙烷的貯槽必須清潔，并保持在0℃以下。繪制的帶控制點的工藝流程圖必須符合化工制圖的規(guī)范。 2017 屆化工原理課程設計《環(huán)氧乙烷的制取》說明書學生姓名 鄧龍 學 號 7021213229 所屬學院 生命科學學院 專 業(yè) 應用化學 班 級 172 指導教師 張越鋒、于海峰 塔里木大學教務處制目錄 …………………………………………… …………………………………………… ……………………
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