【正文】 反應(yīng)中催化劑的選擇性高，反應(yīng)溫度比空氣法低，對(duì)催化劑壽命的延長和維持生產(chǎn)的平穩(wěn)操作較為有利。 1931 年法國催化劑公司的 Lefort 發(fā)現(xiàn)乙烯在銀催化劑作用下可以直接氧化成環(huán)氧乙烷，經(jīng)過進(jìn)一步的研究與開發(fā)形成乙烯空氣直接氧化法制環(huán)氧乙烷技術(shù)， 1937 年美國 UCC5 公司首次采用此法建廠生產(chǎn)。盡管氯醇法乙烯利用率高，但生產(chǎn)過程中消耗大量氯氣，腐蝕設(shè)備，污染環(huán)境，產(chǎn)品純度低，現(xiàn)已基本被淘汰。 氯乙醇法 氯醇法是早期的工業(yè)生產(chǎn)方法，分兩步完成，首先由氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸， 次氯酸與乙烯反應(yīng)生成氯乙醇，然后氯乙醇與氫氧化鈣皂化生成環(huán)氧乙烷。環(huán)氧乙烷本身還可開環(huán)聚合生成聚乙二醇。與氫鹵酸作用，環(huán)氧乙烷與氫鹵酸在室溫或更低的溫度下反應(yīng)，生成鹵醇，可用于定量分析環(huán)氧乙烷及環(huán)氧乙烷型化合物。當(dāng)用甲醇、乙醇、丁醇等低級(jí)醇與環(huán)氧乙烷作用時(shí)，分別生成 乙二醇 —甲醚、乙二醇 —乙醚、乙二醇 —丁醚。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%。 4 第 2 章 工藝概述 環(huán)氧乙烷的性質(zhì) 環(huán)氧乙烷的物理性質(zhì) 環(huán)氧乙烷 [2]（簡稱 EO），英文名稱 epoxyethane，又被稱為氧化乙烯，也稱惡烷，分子式： C2H4O，分子量： ，沸點(diǎn) ： ℃，熔點(diǎn)： ℃，蒸汽壓： ()。其中北京燕山石化于 2020 年將已有的 70kt/a 的生產(chǎn)能力擴(kuò)大到 250kt/a 左右；南京揚(yáng) 巴一體化工程 9 套核心裝置中含有一套 240kt/a 的 EO 裝置，于 2020 年建成投產(chǎn)；中海 殼牌石化有限公司已在南海建設(shè)一套 300kt/a EO 生產(chǎn) 裝置， 2020 年建成投產(chǎn)；上海石化已新建一套 300kt/a EO 生產(chǎn)裝置， 2020 年建成投產(chǎn)；另外天津聯(lián)化 等企業(yè)均計(jì)劃在未來幾年內(nèi)建設(shè)規(guī)模化的 EO 生產(chǎn)裝置。 2020 年我國 EO 生產(chǎn)能力約為 1200kt/a。 環(huán)氧乙烷的市場(chǎng)需求狀況 我國最早以傳統(tǒng)的乙醇為原料經(jīng)氯醇法生產(chǎn) EO。 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。 SD 和 UCC 在新催化劑開發(fā)方面也取得許多進(jìn)展，例如近期 SD 公司開發(fā)的固載銀及含有堿金屬、硫、氟和磷族元素 (P， Bi， Sb)，固載銀及含有堿金屬、硫、氟 或錫，固載銀及含有堿金屬、硫、氟和鑭系金屬助劑的催化劑，突破了以錸和過渡金屬作助劑制備環(huán)氧乙烷銀催化劑的傳統(tǒng)方法。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 (218225℃ )、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。 3 技術(shù)發(fā)展動(dòng)向 近年來，世界上環(huán)氧乙烷催化劑、工藝技術(shù)等方面有了新的進(jìn)展。例如在催化劑方面，盡管載體、物理性能和略有差異，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、脫二氧化碳、環(huán)氧乙烷回收組成，但抑制劑選擇、工藝流程上略有差異。目前，全球環(huán)氧乙烷專利技術(shù)大 [1]部分為 Shell、美國 SD（科學(xué)設(shè)計(jì)公司）和 UCC 三家公司所壟斷，這三家公司的技術(shù)占環(huán)氧乙烷總生產(chǎn)能力的 90%以上。 環(huán)氧乙烷在國內(nèi)外的發(fā)展動(dòng)向 生產(chǎn)技術(shù) 1922 年 UCC（聯(lián)碳公司）建成首套氯乙醇法工業(yè)生產(chǎn)裝置， 1938 年又建成了首套乙烯氧化法工業(yè)裝置。隨著大規(guī)模引進(jìn)環(huán)氧乙烷裝置的建成和投產(chǎn)，加上環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，國內(nèi)小規(guī)模的氯乙醇法環(huán)氧乙烷裝置已無生命力，于 1993 年下半年淘汰。環(huán)氧乙烷也用作熏蒸消毒殺蟲劑、殺菌劑以及醫(yī)療器械的消毒劑。環(huán)氧乙烷的第二大銷量是用于洗滌劑的乙氧基化物產(chǎn)品。 從全球來看，環(huán)氧乙烷主要用作化學(xué)中間體，它主要消費(fèi)于乙二醇，全球環(huán)氧乙烷產(chǎn)量的 60%都轉(zhuǎn)變?yōu)橐叶?，乙二醇可進(jìn)一步加工成聚纖維和樹脂。 本設(shè)計(jì)采用乙烯直接氧化法，即乙烯、純氧、致穩(wěn)劑甲烷和抑制劑，通入列管式固定床反應(yīng)器 (銀催化劑作填料 )中，在復(fù)合型銀作催化劑表面反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷。 由于氧氣直接氧化法技術(shù)先進(jìn)，適宜大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品純度低，產(chǎn)品純度可達(dá) %此外設(shè)備體積小，放空量 少，排出的廢氣量只相當(dāng)于空氣氧化法的 2%，相應(yīng)的乙烯損失少，另外氧氣氧化法流程比空氣氧化法短，設(shè)備少，用純氧氧化劑可提高進(jìn)料濃度和選擇性，生產(chǎn)成本大約為空氣氧化法的 90%；同時(shí)氧氣氧化法比空氣氧化法反應(yīng)溫度低，有利于延長催化劑的使用壽命。50 年代末（ 1958 年），美國殼牌化學(xué)公司（ Shell Chemical Company 簡稱 Shell）公司有開發(fā)了氧氣法，即乙烯直接 氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的技術(shù)。 環(huán)氧乙烷早期采用氯醇法工藝生產(chǎn)， 20 世紀(jì) 20 年代初，美國聯(lián)合碳化合物公司 (Union Carbide Corp 簡稱 UCC)進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)，該法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)乙烯的純度要求不高，反應(yīng)條件較緩和，但生產(chǎn)過程中消耗大量石灰和氯氣，反應(yīng)介質(zhì)有強(qiáng)腐蝕性，腐蝕設(shè)備，且有大量含氯化鈣的污水生成，污染環(huán)境，產(chǎn)品 純度低，現(xiàn)已被淘汰。 Heat Balance1 引 言 環(huán)氧乙烷是乙烯的衍生物，是重要的基本有機(jī)化工原料，主要用于生產(chǎn)聚酯產(chǎn)品及汽車用防凍劑的原料乙二醇。 Reactor 。 C,rectifying section of the tower diameter is 4m plate weir length , The height of the onboard liquid layers is , the total of the valve hole is 1403, the length of plates weir is , the height of onboard liquid layers , the total of the valve hole is 809,the pitch of two adjacent rows of center is . Keywords: Ethylene Oxide 。 關(guān)鍵詞： 環(huán)氧乙烷 工藝流程 反應(yīng)器 物料衡算 熱量衡算 II Annual Output of 60,000 Tons of Ethylene Oxide Process Design Abstract： This design is annual output of ton of ethylene oxide process . by direct oxidation of ethylene in pure oxygen method of manufacturing ethylene oxide ,the feasible design scheme was set down according to the theory of practicality production. In this design, the position and the function in the national economy, the produce methods in industry, the principle of produce, process procedure. For the main equipment such as : mixtor, reactor, the absorb tower of epoxy ethane, the absorb system of carbon dioxide, the stripper of epoxy ethane, condenser, the dehydrogenation ponents of the tower etc. calculating of material balance were done , calculation of energy balance were carried on for the epoxy ethane reactor, heat exchanger, and condenser three equipment in all. EO distillation column is a important equipment for production of ethylene oxide. Distillation column use F1 the type single overflow tower. overflow pipe is arched downer. It was designed that the height of the full tower is 21m.,the total of the plates are 31,the top temperature could be set to 45 176。并對(duì)對(duì)主要設(shè)備如：混合器、反應(yīng)器、環(huán)氧乙烷吸收塔、二氧化碳吸收系統(tǒng)，環(huán)氧乙烷解析塔，冷凝器，脫輕組分塔等進(jìn)行物料衡算，對(duì)環(huán)氧乙烷反應(yīng)器，產(chǎn)品第一換熱器，進(jìn)料 產(chǎn)品換熱器， 三個(gè)設(shè)備進(jìn)行熱量衡算。采用乙烯在純氧中直接氧化的方法制環(huán)氧乙烷，在實(shí)際生產(chǎn)理論的基礎(chǔ)上，制定合理可行的設(shè)計(jì)方案。 年產(chǎn) 6萬噸環(huán)氧乙烷工藝設(shè)計(jì) The Design of Producting Ethylene Oxide Process 60,000 t/a 目錄 摘要 ........................................................................................................................ I Abstract ............................................................................................................... II 引 言 ..................................................................................................................... 1 第 1 章 國內(nèi)外環(huán)氧乙烷的綜述 ........................................................................ 2 環(huán)氧乙烷在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用 ........................................................................ 2 環(huán)氧乙烷在國內(nèi)外的發(fā)展動(dòng)向 .................................................................................... 2 生產(chǎn)技術(shù) ..................................................................................................................... 2 技術(shù)發(fā)展動(dòng)向 ............................................................................................................. 3 環(huán)氧乙烷的市場(chǎng)需求狀況 ............................................................................................ 3 第 2 章 工藝概述 ................................................................................................ 4 環(huán)氧乙烷的性質(zhì) ............................................................................................................ 4 環(huán)氧乙烷的物理性質(zhì) ................................................................................................. 4 環(huán)氧乙烷的化學(xué)性質(zhì) ................................................................................................. 4 環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)方法的評(píng)述及選擇 ............................................................................ 4 氯乙醇法 ...........................................