【正文】 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。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。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。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。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。(6)與格利雅試劑反應(yīng)環(huán)氧乙烷與格利雅試劑反應(yīng)可生成比原來(lái)烷基多兩個(gè)碳原子的醇，這是實(shí)驗(yàn)室制備加長(zhǎng)碳鏈醇的一種辦法，羥基在鏈的端部。氯醇法生產(chǎn)工藝的嚴(yán)重缺點(diǎn)大致有：①消耗氯氣，排放大量污水，造成嚴(yán)重污染；②乙烯次氯酸化生產(chǎn)氯乙醇時(shí)，同時(shí)副產(chǎn)二氧化碳等副產(chǎn)物，在氯乙醇皂化時(shí)生產(chǎn)的環(huán)氧乙烷可異構(gòu)化為乙醛，造成環(huán)氧乙烷損失，乙烯單耗高；③氯醇法生產(chǎn)的環(huán)氧乙烷，醛的含量很高，約為5000~7000mg/m3，最低亦有2500mg/m3。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。 原料組成原料氣的組成組分C2H4CO2O2N2含量（mol%) 反應(yīng)器條件原料進(jìn)入反應(yīng)器的溫度為483K反應(yīng)溫度為523K反應(yīng)壓力為981kPa乙烯轉(zhuǎn)化率為20%；選擇性為66%；空速為5000h1年工作時(shí)間287天，年產(chǎn)量13400噸反應(yīng)產(chǎn)物分離后回收率為90%，每根管長(zhǎng)8m采用間接換熱方式：導(dǎo)出液進(jìn)口溫度230176。 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力：：287天6888小時(shí)；本設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)反應(yīng)器并聯(lián)進(jìn)行反應(yīng)。也加強(qiáng)了我的化學(xué)反應(yīng)工程的知識(shí)，加深了對(duì)環(huán)氧乙烷的知識(shí)的了解。氧化反應(yīng)器是環(huán)氧乙烷生產(chǎn)中的最重要設(shè)備，在操作溫度為523K、列管總共有3675根。反應(yīng)器的熱量衡算，設(shè)原料氣帶入的熱量為Q1，氧化氣帶出的熱量為Q2，反應(yīng)熱為Qr，反應(yīng)器的撤熱量為Q，當(dāng)忽略熱損失時(shí)，有 Q1+Q2=Qr+Q (1)各組分的比熱①由《化工設(shè)計(jì)》在熱量衡算中可知，在工程計(jì)算中，常使用物質(zhì)的平均定壓摩爾熱容CPf。其計(jì)算依據(jù)與物料衡算相同。通常用每小時(shí)每升(或m3)催化劑通過(guò)的原料氣的升(或m3)數(shù)來(lái)表示。②氧氣氧化法：氧氣法不需要空氣凈化系統(tǒng)，而需要空氣分離裝置或有其它氧源。環(huán)氧乙烷在鉑黑等催化劑存下可以有控制地氧化成羥基乙酸，最終則被氧化成二氧化碳及水。分子式C2H4O，易燃易爆有毒的液體。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。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。 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)。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。 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