環(huán)氧乙烷的性質(zhì)作用以及應用-文庫吧資料
2025-06-22 13:16本頁面
【正文】 6％，按年產(chǎn)13400噸環(huán)氧乙烷計算，考慮過程損失后每小時生產(chǎn)環(huán)氧乙烷量為WG:kg/h有第一反應器加入乙烯的量FO為按原料氣組成，求得原料氣中個組分含量為： 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 未反應的乙烯量：= 未反應的氧氣量：= 出反應器的二氧化碳量：+= 出反應器的水量：0+= 出反應器的環(huán)氧乙烷量：0+=出反應器的物料總量：++++ +=，所以出口氣體中各組分的量如表所示。反應空速：5000； 反應產(chǎn)物分離后回收率：90% .原料組成如表所，示： 原料氣的組成及各組分的分子量組分C2H4CO2O2N2含量（mol%)各組分的分子量如表所示：（《基本有機化工工藝學》）各組分的分子量組分C2H4CO2O2N2C2H4OH2O分子量(2)反應部分的基礎(chǔ)計算①根據(jù)已知原料氣的組成，計算出每小時進入反應器的各種氣體組分的摩爾數(shù)，計算結(jié)果列于下表中。進入反應器的溫度：483K； 反應溫度：523K。hC，出口溫度235176。副反應： 反應為強放熱反應。 反應原理 乙烯和氧氣在銀催化劑上，于一定溫度和壓力下，直接氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，反應方程式可表為：（1） 主反應： 反應為放熱反應。熱量衡算以能量守恒定律及物料衡算為基礎(chǔ)，計算傳入、傳出的熱量，從而確定公用工程的能耗以及傳熱面積。物料衡算以質(zhì)量守恒定律為基礎(chǔ)，主要計算所需物料量和產(chǎn)品量，還可以算出物料的組成，確定物料中各組分在化學反應過程中的定量轉(zhuǎn)化關(guān)系，并通過衡算求得原料的定額消耗。如圖。 工藝流程概述本次設計采用氧氣氧化法進行環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)，以氧氣作為氧化劑，乙烯在1MPa、250℃下通過裝有銀催化劑的固定床反應器，直接氧化為環(huán)氧乙烷。環(huán)氧乙烷生產(chǎn)裝置的主要設備有反應器、吸收塔、反應系統(tǒng)的氣氣換熱器和循環(huán)氣冷卻器。近年來國內(nèi)外對活性組分銀的開發(fā)研究取得了長足的進步。雖然大多數(shù)金屬和金屬氧化物催化劑都能使乙烯發(fā)生環(huán)氧化反應，但是生成環(huán)氧乙烷的選擇性很差，氧化結(jié)果主要生成二氧化碳和水。對于乙烯直接氧化過程，實踐證明，提高空速，轉(zhuǎn)化率會略有下降，而選擇性將有所上升，在一定范圍內(nèi)提高空速可提高設備的生產(chǎn)能力。 空速空間速度簡稱空速，所謂空速是指單位時間內(nèi)，通過單位體積催化劑的反應物的體積數(shù)量。 反應壓力乙烯直接氧化反應過程，主反應是體積減少的反應，副反應(深度氧化)是體積不變的反應。 反應溫度溫度直接影響化學反應速度，在工業(yè)生產(chǎn)中，應根據(jù)反應過程的具體情況，采取相應措施，當反應溫度高時，一是轉(zhuǎn)化率增加，這意味著乙烯氧化的總速率提高，二是生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的選擇性降低，即更多的乙烯轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水，因此，這時反應熱量的急驟增加，不是使更多的乙烯被氧化，而是使反應過程的選擇性降低，副反應增加是更重要的原因。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、強度、熱穩(wěn)定性和壽命等方面都有一定的特色。氧化法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的關(guān)鍵是催化劑的選擇。氯醇法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，由于裝置小、產(chǎn)量少、質(zhì)量差、消耗高，因而成本也高，與大裝置氧化法生產(chǎn)的高質(zhì)量產(chǎn)品相比失去了市場競爭能力。(2)環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)方法比較環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)方法各具特點。由于用純氧作氧化劑，連續(xù)引入系統(tǒng)的惰性氣體大為減少，未反應的乙烯基本上可完全循環(huán)使用。通常以低轉(zhuǎn)化率進行操作，保持在20~50％范圍內(nèi)。反應器是關(guān)鍵性設備，與反應效果密切相關(guān)，其反應過程基本相同，都包括反應、吸收、汽提和蒸餾精制等工序。(2) 直接氧化法 直接氧化法，分為空氣法和氧氣法兩種。3設計方案及反應器型的確定 環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)方法的確定目前，我國工業(yè)生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的方法有
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