【正文】 74 474 0 1 河北工業(yè)大學城市學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 22 2 3 由表 數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)器列管長度為 m 即可達到相應(yīng)的乙烯轉(zhuǎn)化率要求，考慮到催化劑在使用過程中活性會有所下降，實際列管選 ≈ m。已知數(shù)據(jù)列表 。（ mol1 建立一維平推流模型 (A 42HC ,B OHC 42 ) ⑴ Ay 隨床層高度 L 變化的微分方程 選長度為 dL的微元段反應(yīng)器進行物料衡算，關(guān)鍵反應(yīng)物乙烯為衡算對象。 為了保證床層內(nèi)有盡可能小的徑向溫差，選擇較細列管，內(nèi)徑不大于 25 mm。 h1。 h1） 致穩(wěn)劑氮氣及氬氣不參與反應(yīng)，根據(jù)衡算結(jié)果將輸出反應(yīng)器的各物質(zhì)的量匯總于表 。 已知的物料組成見表 （ EDC 含量很低，忽略其對過程的 影響）。從罐底分離的少量二氧化碳經(jīng)二氧化碳吸收塔塔釜溶液吸收后，進入二氧化碳解吸塔進行解吸，解吸后的碳酸鉀溶液將再次進入吸收塔循環(huán)使用；從罐頂出來的分離氣體作為循環(huán)氣與新鮮原料混合再次參加反應(yīng)。 乙烯直接氧化制環(huán)氧乙烷又分為空氣氧化法和氧氣氧化法［ 6］。如美國在越南戰(zhàn)爭期間使用的BLU82巨型炸彈內(nèi)主要成分就是液態(tài)環(huán)氧乙烷， BLU82巨型炸彈的 殺傷力相當巨大，相當于一次小型核爆，手段相當殘忍。主要用于水合生產(chǎn)乙二醇，其為聚酯樹脂和聚酯纖維的單體，全球環(huán)氧乙烷產(chǎn)量的 60%都轉(zhuǎn)變?yōu)橐叶迹?2］。其可與水、醇、醚及大多數(shù)有機溶劑以任意比例混合。 關(guān)鍵詞： 環(huán)氧乙烷 乙烯 直接氧化 工藝設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）外文摘要 Title Annual output of 60,000 tons of ethylene oxide oxidation process design process Abstract Ethylene oxide is one of the basic anic chemical products. It was obtained mainly by the direct oxidation which ethylene and oxygen on the catalyst of silver. This industrial design was mainly about producing 60 thousand tons of ethylene oxide in the oxidation process. The basic properties of ethylene oxide and the use were described. According to the design plan requirements and the known design parameters, oxidation process was conducted including material and heat balance on the bases of the process of the ethylene oxide oxidation. At the same time, the reactor and the absorption tower were obtained by the calculations in chemical engineering technology。工業(yè)上環(huán)氧乙烷主要由乙烯與氧氣在銀催化劑作用下直接氧化制得。 the reactor and the pipeline involved converters cooler pipes were done by piping design。其中與水發(fā)生水合反應(yīng)生成乙二醇，是制備乙二醇的主要方法。 河北工業(yè)大學城市學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 2 氣體和液體均有較強殺 微生物作用，以氣體作用強，故多用其氣體。 1. 2 環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)方法及比較 環(huán)氧乙烷的工業(yè)生產(chǎn)主要有兩種方法：氯醇法和乙烯直接氧化法［ 3］。另外，氧氣氧化法流程比空氣氧化法短，設(shè)備少，建廠投資少，考慮裝置的投入，使用純氧做氧化劑可提高進料濃度和選擇性，有利于延長催化劑的壽命。為了目的產(chǎn)物的收率和轉(zhuǎn)化率恒定，維持系統(tǒng)內(nèi)惰性氣體的含量是很必要的，故要進行馳放。 ● 反應(yīng)器出口各物質(zhì)量的確定 以反應(yīng)器為體系，通過對進、出反應(yīng)器的各物質(zhì)進行物料衡算確定反應(yīng)器出口各物質(zhì)的量。由于 系統(tǒng)中要保持 Ar 恒定，所以設(shè) Ar 為X 1??hkmol .則由馳放氣的組成知：（按進出反應(yīng)器氧平衡計算并作圖 2） 42HC 的摩爾流量為： %% ??X 2O 的摩爾流量為： %% ??X 據(jù)圖 2進出環(huán)氧乙烷反應(yīng)器的氧平衡列方程： 進口物質(zhì)的量 （ 1??hkmol ） 反應(yīng)器進口組成 （ mol%） 20 57 100 出口各物質(zhì)的量（ 1??hkmol ） 反應(yīng)器出口組成 （ mol%） 100 河北工業(yè)大學城市學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 9 249X++= 解得： X= 得馳放氣的摩爾流量列表 。 表 換熱器的氣體物流的溫度、流量及組成 物流 單位時間物流量 （ 1??hkmol ） 組成 總量 （ 1??hkmol ） 物流點 6 （新鮮進 料） 298K N2 C2H4 O2 物流點 5 （分離罐出的循環(huán)氣） 314K C2H4 O2 N2 Ar 物流點 4 （循環(huán)氣） 343K C2H4 O2 N2 CO2 Ar 混合后各物質(zhì)的物流量 C2H4 O2 N2 CO2 Ar 進反應(yīng)器器前換熱器的氣體物流的溫度的確定方法是：設(shè)其為絕熱過程，見圖 。 ? ?E D CK1 1PPKPK1PPkRED C , 1OH21OOCOCOOHC1122222242 ??????????? （ 41） ? ?E DCK1 1PPKPK1PPkRE D C ,2OH21OOCOCO222222242 ??????????? （ 42） R R2環(huán) 氧乙烷和二氧化碳的生成速率???????? ???????????? ???? TRg 10. 0 9 313 0 . 7 8e x pk TRg 101 7 x pk 5241? 為主副反應(yīng)的速率常數(shù)???????? ???????????? ???? TRg 101 . 1 7 62 4 . 6 0e x pK TRg 105 . 3 7 41 2 . 4 5e x pK 5O4CO 22? 為二氧化碳和氧氣的吸附平衡常數(shù) 河北工業(yè)大學城市學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 15 ? ?EDCK1 1ED C,1 ?? ? ?EDCK1 1ED C,2 ?? 分別為抑 制劑對主副反應(yīng)速率的影響，在 EDC 的濃度為 ppm 級時，趨向于 1，本設(shè)計忽略該項。 h1） cA0 — 初始乙烯的濃度（單位： mol導(dǎo)熱油進入反應(yīng)器后的溫度 Ta隨床層高度 L 變化的模型如圖 。 表 物質(zhì)熱容系數(shù) a b c C2H4 O2 CO2 Ar N2 H2O 查找部分物質(zhì)的熱容關(guān)聯(lián)式 32 dTcTbTaCp ???? ( 11 ?? ?? Km olCal )，其對應(yīng)的系數(shù)列表 。 /(m2 s ⑵ 當量直徑 sd 的確定 本設(shè)計中，催化劑采用 32/7 OAlAgYS ? ,7 孔環(huán)柱狀顆粒，外形尺寸 mm89?? ，中央孔直徑 ? ，孔邊直徑 )( 見簡圖mm? ? ? 37222 0 1 0 1 0 0 8 mV P ?????????? ? ? ?0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 8 222 ???????????? ?Pa 24106 m??? maVd PPs 347 106 ??? ??? ????? m 圖 催化劑示意圖 河北工業(yè)大學城市學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 26 ⑶ Re的確定 選床層平均溫度 KT 508? ，床層空隙率ε =［ 12］，混合氣體摩爾質(zhì)量 ??? k m o lkgM ,混合氣體黏度 sPa ??? ?3100 2 ? 。 mol1） 其中，各物質(zhì)的克分子容積通過文獻［ 13］查找并計算得到， vA= h1 ● 氣膜吸收系數(shù) kG及液膜吸收系數(shù) kL的計算 ⑴氣膜吸收系數(shù)由下式［ 14］計算： )()()(23 RTDaDa uk VtVV VVt VG ? ??? (46) 河北工業(yè)大學城市學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 29 式 (46)中各個量的物理意義及數(shù)據(jù)確定： uV— 氣相質(zhì)量通量 (單位： kmol h1） T— 絕對溫度（單位： K） T 取氣相進口溫度 341K at— 填料的總比表面積（單位： m2 KPa1） ) uL= m3 ⑶ 液膜吸收系數(shù)由下式［ 14］計算： 312132 )()()( RTDaDa uk LwLLLLwLL ?? ? ?? (48) 將所確定數(shù)據(jù)帶入式 (48)可得： kG=則 uVD s?4? （ 49） 氣相質(zhì)量流量為： wV= = (m2 以器后冷卻器為例，則 453500453537ln 500537ln2211210103?????????tTtT TTt m=℃ 其他換熱器的Δ tm計算方法同上，得：Δ tm0102=℃ Δ tm0104=℃ ⑵ 換熱器的選型 為了提高所選換熱器的安全性能，將各換熱器的熱負荷圓整（原則：有效數(shù)字保留兩位，有效數(shù)字后見一則進位）。 s Cp= K1） λ = 102w 表 設(shè)備一覽表 序號 設(shè)備 位號 設(shè)備 名稱 規(guī)格 直徑高度 序號 設(shè)備位號 設(shè)備 名稱 規(guī)格 直徑高度 1 R0101 反應(yīng)器 4200 6000 12 P0101A/B 熱油泵 2 E0101 熱油冷卻器 1600 6000 13 P0102 酸堿輸 送泵 3 E0102 加熱器 1000 9000 14 P0103A/B 碳酸鹽溶液泵 4 E0103 冷卻器 700 3000 15 T0101 EO 吸收塔 3000 15000 5