年产5.5万吨环氧乙烷工艺设计[1]讲解

一、工艺概述
5万吨/年环氧乙烷工艺主要由二次氯乙烷(C2Cl4)、甲醇(MeOH)、重
复质量分数低的空气(AIR)和水(H2O)等外加物发生氧化反应并经过质量平
衡分离操作而得到环氧乙烷(EOG)的工艺路线。

该工艺设计主要采用催化
氧化反应并经过质量平衡分离的一次性工艺，其中以C2Cl4为主要原料，EOG为主要产品，采用催化氧化技术，在此基础上进一步加入MeOH，经历
一系列反应，得到主要产物EOG和交叉产物EGME，并进行质量平衡分离，在此基础上，获得高纯度的EOG产品。

二、原料及辅助物料
主要原料：C2Cl4；
辅助原料：MeOH；
辅助物料：AIR和H2O。

三、反应
C2Cl4+MeOH+AIR+H2O→EOG+EGME
四、反应器
5万/年环氧乙烷工艺采用气-液反应器组成的反应系统进行反应，反
应器组成由气液混合器，反应器，去吸收塔组成。

五、设备
催化氧化装置主要由以下设备组成：
1.气-液混合器：主要用于将C2Cl4、MeOH、AIR和H2O混合均匀，使
反应物均匀分布在反应器内；
2.反应器：采用一段式流化床反应器，采用乙烯基硅氧烷(Vinylsiloxane)为催化剂，在反应器中发生氧化反应，生成EOG和EGME，实现质量平衡；。

年产5万吨环氧乙烷可行性研究报告目录第一章总论............................................................ 错误！未定义书签。

一、项目概况 ................................................... 错误！未定义书签。

二、项目编制依据 ........................................... 错误！未定义书签。

三、报告研究内容 ........................................... 错误！未定义书签。

四、简要结论 ................................................... 错误！未定义书签。

五、主要经济指标 ........................................... 错误！未定义书签。

第二章项目背景 ................................................... 错误！未定义书签。

一、广西旅游产业总体布局 ........................... 错误！未定义书签。

二、桂林市经济发展现状 ............................... 错误！未定义书签。

三、桂林市旅游房地产发展现状及展望 ....... 错误！未定义书签。

四、观光农业现状及发展前景 ....................... 错误！未定义书签。

第三章项目建设的重要性和必要性 ................... 错误！未定义书签。

一、加快农业产业结构调整 ........................... 错误！未定义书签。

二、加快推进城乡一体化进程 ....................... 错误！未定义书签。

化工工艺学课程设计设计题目：环氧乙烷生产工艺设计目录一、设计方案简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2二、工艺流程草图及说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6三、物料衡算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8四、计算结果概要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15五、工艺流程说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15六、工艺流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21七、参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22一、设计方案简介环氧乙烷（沸点10.5 ℃）是最简单也是最重要的环氧化合物，其用途是制取生产聚酯树脂和聚酯纤维的单体、制备表面活性剂，此外还用于制备乙醇胺类、乙二醇醚类等。

1、反应过程分析：工业上生产环氧乙烷的方法是乙烯氧化法，在银催化剂上乙烯用空气或纯氧氧化。

乙烯在Ag/ α-Al 2O3催化剂存在下直接氧化制取环氧乙烷的工艺，可用空气氧化也可以用氧气氧化，氧气氧化法虽然安全性不如空气氧化法好，但氧气氧化法选择性较好，乙烯单耗较低，催化剂的生产能力较大，故大规模生产采用氧气氧化法由乙烯环氧化反应的动力学图示可知乙烯完全氧化生成二氧化碳和水，该反应是强放热反应，其反应热效应要比乙烯环氧化反应大副反应的发生不仅使环氧乙烷的选择性降低，而且对反应热效应也有很大的影响。

选择性下降热效应明显增加，故反应过程中选择性的控制十分重要。

如选择性下降移热慢，反应温度就会迅速上升，甚至产生飞温。

2、催化剂的选择：由于选择性在反应过程中的重要性，所以要选择选择性好的催化剂，银催化剂对乙烯环氧化反应较好的选择性，强度、热稳定性、寿命符合要求，所以用银催化剂。

催化剂由活性组分银、载体和助催化剂组成。

助催化剂主要有碱金属、碱土金属、稀土金属化合物等。

其作用是提高活性、增大稳定性、延长寿命。

抑制剂的作用是抑制非目标产物的形成，主要有硒、碲、氯、溴等。

载体的主要功能是负载、分散活性组分，提高稳定性。

载体的结构（特别是孔结构）对助剂活性的发挥、选择性控制有极大的影响（乙烯氧化制环氧乙烷的特殊性要求载体比表面积低并且以大孔为主）。

环氧⼄烷⼯艺概述（经典）分析解析环氧⼄烷情况概述1.1. 装置概况及特点1.1.1.装置建设规模(反应初期)EO/EG装置能⼒为20.89万吨/年当量环氧⼄烷（EOE）。

⼯况1： 10万吨/年⾼纯环氧⼄烷(EO)，13.89万吨/年⼀⼄⼆醇(MEG)，1.15万吨/年⼆⼄⼆醇(DEG)，0.06万吨/年三⼄⼆醇(TEG)。

⼯况2： 5.21万吨/年⾼纯环氧⼄烷(EO)， 20万吨/年⼀⼄⼆醇(MEG)，1.65万吨/年⼆⼄⼆醇(DEG)，0.087万吨/年三⼄⼆醇(TEG)。

装置⼄烯各⼯况下的反应初期与反应末期年消耗均为150000吨。

1.1.2.建设性质本项⽬属于新建项⽬。

1.1.3编制依据美国科学设计公司（SD）为辽宁北⽅化学⼯业有限公司环氧⼯程项⽬编制的EO/EG装置⼯艺包；《⽯油化⼯装置基础⼯程设计内容规定》 SHSG-033-2003其他设计依据参见总说明的编制依据。

1.1.4装置的组成、设计范围和设计分⼯EO/EG装置分为环氧⼄烷反应和吸收系统、⼆氧化碳脱除系统、环氧⼄烷解吸和再吸收系统、环氧⼄烷精制系统、⼄⼆醇反应和蒸发系统、⼄⼆醇脱⽔和精制系统、多⼄⼆醇分离系统、公⽤⼯程蒸汽和凝液系统等单元组成。

SD公司负责装置的⼯艺包设计，中国寰球⼯程公司负责初步设计与施⼯图设计。

1.1.5装置的年运⾏时数、操作班次和装置的定员1.1.5.1年操作⼩时数装置年操作⼩时数为7560⼩时。

1.1.5.2操作班次本装置⼯作制度为四班三倒。

1.1.5.3装置的定员装置定员为103⼈。

1.2 原料、产品及副产品1.2.1原料的规格、⽤量、运输⽅式及来源EO/EG装置主要原料为⼄烯、氧⽓、甲烷等，其规格见⼯艺说明部分，⼄烯年消耗在各⼯况下均为150000吨，其余原料⽤量根据催化剂的活性调整。

各原料⽤量、运输⽅式及来源情况见表1.2-1。

表1.2-1 原料规格、⽤量及来源1.2.2产品和副产品产量、运输⽅式装置的主要产品为⾼纯环氧⼄烷、⼀⼄⼆醇，副产品为⼆⼄⼆醇、三⼄⼆醇，其规格见⼯艺说明部分，产量与运输⽅式见表1.2-2。

包括开题报告、论证报告、技术流程等章节。

毕业设计（论文）题目：5万吨/年环氧乙烷生产工艺的设计
开题报告
1、开题报告的目的
本次毕业设计的主要任务是设计一条生产5万吨/年环氧乙烷的工艺，结合现有的技术设备能力，分析其工艺流程和工艺参数，并提出节能、降
耗及其它方面的改进建议，以提高其生产效率及质量，满足技术要求。

2、毕业设计的主要任务
（1）调研环氧乙烷的制备工艺和设备；
（2）评估现有技术设备是否能够满足5万吨/年的生产；
（3）进行设备与工艺的综合考虑，设计出满足生产目标的工艺；
（4）给出详细的工艺流程图，并对关键工艺参数提出优化建议；
（5）依据可行性研究，提出总体的节能降耗改进方案；
（6）编写毕业设计论文，提交审核。

3、预期完成结果
本次毕业设计计划在标准化条件下设计一条可以生产5万吨/年环氧
乙烷的工艺，给出详细的工艺流程图和工艺参数，并提出节能降耗及其它
方面的优化建议，以达到高效的生产要求。

论证报告
1、论证报告的目的。

生产环氧乙烷的工艺设计
生产环氧乙烷的工艺设计如下：
1. 原料准备：原料包括乙烯和过氧化苯甲酰（PO）。

2. 乙烯氧化：将乙烯和过氧化苯甲酰混合，并在氧气的存在下，在催化剂的作用下进行氧化反应。

催化剂常用的有氯化汞（HgCl2），具体反应条件为高温（约300-350）和高压（约5-10 MPa）。

此反应生成环氧乙烷和苯甲醇，并伴随着水的生成。

3. 分离和提纯：将反应产物进一步处理，通过蒸馏或其他适当的分离技术，将环氧乙烷和苯甲醇从反应混合物中分离出来。

同时，将反应混合物中的水和其它杂质也进行分离。

4. 加工和储存：经过分离和提纯后的环氧乙烷可以进一步进行加工和储存。

加工包括进一步精制和纯化，以确保产品的质量符合要求。

储存一般采用密封的容器，以防止环氧乙烷的挥发和失效。

需要注意的是，在整个生产过程中，需要严格控制反应温度、气压和催化剂的使用量，以确保反应的高效性和安全性。

此外，还需要对废气和废水进行处理，以避免对环境造成污染。

年产5.5万吨环氧乙烷工艺设计摘要本文是对年产5.5万吨环氧乙烷合成工段的工艺设计。

本设计依据环氧乙烷生产工段的工艺过程，在生产理论的基础上，制定合理可行的设计方案。

本文主要阐述了环氧乙烷在国民经济中的地位和作用、工业生产方法、生产原理、工艺流程。

对主要设备如：混合器、反应器、环氧乙烷吸收塔、二氧化碳吸收系统，等进行物料衡算，对环氧乙烷反应器设备进行热量衡算，并对环氧乙烷反应器进行详细的设备计算和校核，确定操作参数、设备类型和材质，使用CAD绘制相应的工艺流程图，最后得出设备参数。

关键词：环氧乙烷；工艺流程；反应器；物料衡算。

PROCESS DESIGN OF ETHYLENE OXIDE WITH ANNUAL OUTPUT OF 55,000 TONSABSTRACTThe process of ethylene oxide with annual output of 5,5000 tons was designed in this paper. Based on the actual production process and production theory reasonable design scheme was developed.The status and role of ethylene oxide in the national economy was discussed in this paper. Furthermore, the produce methods, the principle of produce and process were also interpred. Material balance of the main equipments, such as: the mixer, the reactor, the absorb tower of epoxyethane, and the absorb system of carbon dioxide have been calculated. Calculation of energy balance for the epoxyethane reactor were also carried out. Equipment calculations and checking of the reactor were carried on detail. The parameters, types and materials of the equipments were confirmed. Based upon, the high purity epoxyethane rectifier was draw using CAD. Finally, correspond measures for the production process were given.KEY WORDS：epoxyethane；process；reactor；material balance。

年产环氧乙烷工艺设计# 年产环氧乙烷工艺设计一、环氧乙烷的历史其实啊，环氧乙烷这东西可不是什么新鲜玩意儿，它已经有很长的历史啦。

早在 19 世纪末，人们就开始研究它了。

那时候，科学家们发现了这种神奇的化合物，并且逐渐了解到它的一些特性和用途。

随着时间的推移，对环氧乙烷的研究越来越深入，它的应用也变得越来越广泛。

说白了就是，环氧乙烷是化工领域里一个很重要的角色呢。

二、环氧乙烷的制作过程1.1 原料准备要生产环氧乙烷，首先得有合适的原料呀。

一般来说，乙烯和氧气就是主要的原料。

乙烯就像是建筑的基石，而氧气则像是让反应发生的催化剂。

1.2 反应过程这就像是一场奇妙的化学反应舞会。

乙烯和氧气在一定的条件下，比如合适的温度、压力和催化剂的作用下，就开始跳舞啦，它们相互作用，最终生成了环氧乙烷。

这个过程可不简单哦，需要精确的控制和调节，就像跳舞要踩准节奏一样。

1.3 产物分离反应完成后，还得把生成的环氧乙烷从其他物质中分离出来。

这就像是从一堆杂物中找出我们想要的宝贝一样，需要一些专门的技术和设备。

通过各种分离手段，我们就能得到纯净的环氧乙烷啦。

三、环氧乙烷的特点3.1 化学性质活泼环氧乙烷的化学性质特别活泼，就像一个调皮的小孩子，总是喜欢到处捣蛋。

它很容易和其他物质发生反应，这也让它有了很多不同的用途。

3.2 挥发性强它还有一个特点就是挥发性强，就像香水一样，很容易散发到空气中。

所以在处理和使用环氧乙烷的时候，可得特别小心，要做好防护措施。

3.3 具有腐蚀性可别小瞧它，它还具有一定的腐蚀性呢。

就像酸一样，如果不小心碰到，可能会对我们造成伤害。

所以啊，和环氧乙烷打交道可得万分小心。

四、环氧乙烷的应用4.1 消毒剂在医疗领域，环氧乙烷可是个大功臣呢。

它可以被用作消毒剂，就像我们家里用的消毒水一样，能把细菌和病毒都杀死。

比如医院里的一些医疗器械，很多都是用环氧乙烷来消毒的。

4.2 化工原料在化工行业，它也是个重要的原料。

环氧乙烷生产中的装置设计与工艺流程优化策略随着工业化的快速发展，化工行业成为现代社会的重要组成部分。

环氧乙烷是一种常用的化工原料，广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等领域。

在环氧乙烷生产过程中，装置设计和工艺流程的优化是确保生产效率和产品质量的关键因素。

本文将论述环氧乙烷生产中的装置设计及工艺流程的优化策略，并探讨其对环氧乙烷产量和产品质量的影响。

一、装置设计1. 主要设备环氧乙烷生产装置由反应器、分离器、蒸馏塔等主要设备组成。

其中，反应器是整个生产过程的核心设备，其设计应考虑反应器的尺寸、受热面积、搅拌速度等参数对反应效率的影响。

2. 材料选择在环氧乙烷生产装置的设计中，材料的选择是非常重要的。

应选择能够抵抗高温高压、耐腐蚀的材料，以保证设备的使用寿命和产品质量。

常见的材料包括不锈钢、镍基合金等。

3. 安全性设计环氧乙烷是一种易燃易爆的化学品，因此在装置设计过程中，安全性应是首要考虑的因素之一。

应合理设置防爆装置、紧急喷淋系统等安全设施，确保生产过程的安全运行。

二、工艺流程优化策略1. 原料选择环氧乙烷的原料主要是乙烯和过氧化氢。

优化工艺流程的一种策略是选择高纯度的原料，以提高环氧乙烷的产率和产品质量。

2. 反应条件控制环氧乙烷的生产反应条件包括温度、压力、反应时间等因素。

通过对反应条件的控制，可以提高反应效率和产物选择性。

例如，适当调节反应温度和压力可以降低副反应的发生，提高环氧乙烷的产率。

3. 反应过程监控在环氧乙烷生产过程中，反应过程的监控是优化工艺流程的重要手段。

可以通过在线监测仪器对反应物浓度、温度、压力等参数进行实时监控，及时调整反应条件，保持最佳的生产状态。

4. 能源利用环氧乙烷生产过程中，能源的利用对于提高生产效率至关重要。

优化工艺流程可以通过合理的能源回收和利用，减少能源消耗，提高能源利用效率。

5. 产品纯净度提升提高环氧乙烷的纯净度是优化工艺流程的一项重要目标。

可以通过加入适量的添加剂、优化分离工艺等方式提高产品的纯净度，满足市场需求。

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 本科毕业论文年产5万吨环氧大豆油工艺设计Process Design of Epoxy Soybean Oil （50kta）目录摘要 (I)Abstract. ..................................................................................................................................... I I 引言 (1)第一章环氧大豆油合成工艺进展 (2)1.1 大豆油的物理性质 (2)1.2 环氧大豆油简介 (2)1.3 生产环氧大豆油的意义 (3)1.4 环氧大豆油生产现状及发展前景 (3)1.5 工业上制备环氧大豆油的方法 (4)1.5.1 溶剂法 (4)1.5.2 无溶剂法 (5)1.6 换热器研究现状 (8)1.6.1 换热器研究的目的和意义 (8)1.6.2 换热器研究新进展 (8)1.7 本课题研究的主要内容 (9)第二章环氧大豆油生产工艺流程 (10)2.1 环氧大豆油制备方法对比 (10)2.2 环氧大豆油工艺流程 (11)2.2.1 工艺条件的确定 (11)2.2.2 反应机理 (11)2.2.3 反应工艺过程 (12)第三章换热器的工艺选型与计算 (13)3.1 设计任务及内容 (13)3.1.1 设计任务及操作条件 (13)3.1.2 设计内容 (13)3.2 选择换热器的类型 (14)3.3 换热器材质的选择 (15)3.4 流动空间及流速的测定 (15)3.4.1 流体流入空间的选择 (15)3.4.2 流体流速的选择 (15)3.4.3 列管式换热器内部排列方式的确定 (16)3.5 确定物性数据 (16)3.6 计算总传热系数 (17)3.7 估算传热面积................................................................................ 错误！未定义书签。

环氧乙烷（EO）是一种重要的化工原料，其主要用途是生产表面活性剂、合成润滑油和氨基酸等有机化合物。

在环氧乙烷的生产过程中，氧化反应是一个关键的工序。

本文将介绍一个年产6万吨环氧乙烷氧化反应工序的工艺设计。

1.原料准备与预处理在环氧乙烷的生产过程中，主要的原料是环氧乙烷和氧气。

环氧乙烷通常采用石脑油或天然气作为原料，在原料准备过程中需要对原料进行预处理，包括脱水和除尘等。

脱水可以通过吸附剂或干燥剂进行，以保证原料的纯度和质量。

2.反应装置设计环氧乙烷氧化反应通常采用连续流反应器，主要是因为环氧乙烷的氧化反应是一个放热反应，需要控制反应温度。

反应器可以采用垂直或水平布局，具体的选择要考虑原料进料方式、反应物的物理性质和反应速率等因素。

3.反应条件设置环氧乙烷的氧化反应需要在一定的反应条件下才能顺利进行。

反应温度通常在180-220℃之间，此温度范围能够保证反应速率和产率的最佳组合。

反应压力一般在0.5-2.0MPa之间，反应压力的选择与反应温度有关。

反应物的摩尔比例也是一个重要的参数，通常情况下，环氧乙烷和氧气的摩尔比例为1:1.5-24.催化剂选择与优化在环氧乙烷的氧化反应中，催化剂起着关键的作用。

常用的催化剂有银催化剂、铂催化剂和钼催化剂等。

催化剂的选择应根据反应物性质、反应条件和目标产物的需求等综合因素进行优化。

5.过程控制与安全考虑在环氧乙烷氧化反应过程中，需要实施严格的过程控制和安全考虑措施。

例如，应定期检查和维护反应装置，确保操作安全；应设计并安装可靠的温度、压力和流量控制系统，以确保反应条件的稳定和可控性。

总之，年产6万吨环氧乙烷氧化反应工序的工艺设计需要综合考虑原料准备、反应装置设计、反应条件设置、催化剂选择与优化以及过程控制与安全考虑等因素。

只有合理设计和优化这些环节，才能保证环氧乙烷氧化反应的高效、安全和可持续发展。

环氧乙烷乙二醇车间环氧乙烷合成工段工艺设计环氧乙烷/乙二醇车间环氧乙烷合成工段工艺设计内容摘要本设计对年产6.0万吨环氧乙烷合成工段进行工艺设计。

并对环氧乙烷的生产方法、生产原理、流程路线及主要设备等进行了论述和计算。

环氧乙烷是乙烯的重要衍生物，主要用作有机合成的中间体和原料，用于制造乙二醇、表面活性剂、洗涤剂、增塑剂以及树脂等。

我国环氧乙烷生产能力有限，每年都要大量进口环氧乙烷产品来满足国内市场的需求。

本设计的工艺流程分为四个系统，分别为:反应系统、环氧乙烷吸收解吸系统、二氧化碳吸收解吸系统和环氧乙烷精制系统。

并以这四个系统为主线，对工艺流程进行了叙述。

采用aspen plus 软件对主要设备如：混合器，反应器，环氧乙烷吸收塔，二氧化碳吸收系统，环氧乙烷解吸塔，冷凝器，脱轻组分塔等进行物料衡算，对环氧乙烷反应器，进料-产品第一换热器，冷却器等设备进行热量衡算，并对环氧乙烷反应器，精制塔和换热器进行设备计算。

关键词：环氧乙烷；反应器；换热器Abstract目录Abstract II 第一章引言11.1环氧乙烷在国民经济中的地位和作用11.2环氧乙烷生产技术发展动向11.2.1催化剂11.2.2工艺技术11.2.3国内动向21.3市场供需预测31.3.1国外市场31.3.2国内市场31.4结束语4第二章工艺概述52.1环氧乙烷的性质52.1.1环氧乙烷的物理性质52.1.2环氧乙烷的化学性质52.2生产方法的评述及选择52.2.1氯醇法52.2.2直接氧化法52.3环氧乙烷的生产原理62.3.1氧化反应原理62.3.2二氧化碳脱除原理62.4工艺流程叙述72.5工艺设备表8第三章工艺计算93.1 Aspen Plus简介93.2物性数据93.3 Aspen Plus设计依据93.4 Aspen Plus软件数据输入93.4.1物料输入参数93.4.2设备输入参数103.5流程图113.6物料衡算16表3.4 混合器M101物料衡算结果表163.7热量衡算19第四章设备计算224.1反应器R101224.2精制塔234.2.1塔径的计算的基础数据；234.2.2填料的选择264.2.3塔径设计计算264.2.4填料层高度设计计算284.2.5 精制塔附属设备的选型284.3换热器20328第五章安全、环保、能量利用305.1原料消耗表305.2能量消耗表305.3三废处理30第一章引言1.1环氧乙烷在国民经济中的地位和作用环氧乙烷(简称EO)，又称氧化乙烯，也称恶烷，是一种最简单的环醚,是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要有机化工产品，是最简单最重要的环氧化物，在国民经济发展中具有举足轻重的地位和作用。

一、产品及技术指标
1、产品：环氧乙烷；
二、生产工艺流程
生产环氧乙烷（EO）的工艺流程如下：
1.原料准备：采用甲乙烯（MV）及氧化乙烯（EO）为原料，经过标定、混合和预混罐处理后，输入反应炉内反应。

2.反应炉：由反应炉，蒸发器，汽提罐，蒸馏罐等组成，容量为2m3、反应器采用氧化铝铸铁制成，内装双冷却管，反应器下部安装水冷剂循环
系统，下部有排放器和收集器，可有效收集反应副产物。

3.汽提罐：由汽提罐，冷凝器，抽放阀，回流塔顶和抽放阀等组成，
主要用于将反应后的环氧乙烷蒸馏出清晰的产品液，冷却后回蒸发器フー
ム液槽内。

4.蒸馏罐：由蒸馏罐，塔顶阀，冷却器，降温器，回流塔等组成，主
要用于将标准品精馏出，以达到性能指标要求。

年产6万吨环氧乙烷氧化反应工序工艺设计设计说明毕业设计说明书题目：年产6万吨环氧乙烷氧化反应工序工艺设计毕业设计（论文）中文摘要毕业设计（论文）外文摘要目录1 引言 (1)1. 1 环氧乙烷的性质、用途及本设计的背景、规模 (1)1. 2 环氧乙烷的生产方法及比较 (2)2 流程简述 (4)3 物料、热量衡算 (6)3. 1 物料衡算 (6)3. 2 热量衡算 (10)4 主要设备的工艺计算及选型 (14)4. 2 环氧乙烷吸收塔的计算 (26)4.3 换热器的选型 (32)5 平立面布置设计 (36)5. 1 整体布置原则 (36)5. 2 主要设备布置特点 (36)6 管径、管材的确立及管道布置设计 (38)6. 1 管径、管材的确立 (38)6. 2 管道布置设计 (39)结语 (40)参考文献 (40)致谢 (41)附录 (42)1 引言1. 1 环氧乙烷的性质、用途及本设计的背景、规模1.1.1 环氧乙烷的性质环氧乙烷又称氧化乙烯（ethylene oxide,EO），是最简单、最重要的环氧化合物或环醚。

在常温常压下为无色易燃气体，低温时是无色易流动液体。

有乙醚气味，其蒸气对眼和鼻粘膜有刺激性，高浓度有刺激臭味，有毒，有温和麻痹性，密度0.8711g cm-3，熔点-111.7℃，沸点10.7℃，粘度0.03Pa·s，闪点小于-17.78℃，自燃点429℃，在空气中爆炸极限（体积分数）为2.6%～100%［1］。

其可与水、醇、醚及大多数有机溶剂以任意比例混合。

环氧乙烷易自聚，尤其当有铁、酸、碱、醛等杂质或高温下更是如此，自聚时放出大量的热，甚至发生爆炸，因此存放环氧乙烷的储罐必须清洁，常保持在0℃以下。

由于环氧乙烷具有含氧三元环结构，化学性质非常活泼，极易发生开环反应，在一定条件下，可与水、氢卤酸、醇、氨及氨的化合物发生加成反应。

其中与水发生水合反应生成乙二醇，是制备乙二醇的主要方法。

可参考以下内容：
一、工艺概述
环氧乙烷是一种重要的有机合成中间体，主要用于合成氨基环氧树脂、氯乙烯树脂、双烯寡聚氧乙烯和热塑性聚醚等，具有良好的市场前景。

环
氧乙烯工艺采用三步联合反应，即醋酸氢化-羟基乙酸亲核-碘添加，分别
在一个反应罐中连续反应，可合成环氧乙烷。

二、工艺流程
1、醋酸氢化反应
将三元醇和甲醛在加热条件下加入反应罐，加入适量的醋酸钠，充分
反应后分离沉淀，蒸馏分离得到醋酸甲酯。

2、羟基乙酸亲核反应
将醋酸甲酯和乙醇在反应罐中加热混合，加入适量的羟基乙醇，反应
完毕后再加入一定量的强醋酸钠，搅拌溶解沉淀，蒸馏分离得到异羟乙酸
甲酯。

3、碘添加反应
将异羟乙酸甲酯和碘在120°C的温度下混合，经搅拌混合反应得到
环氧乙烷。

三、生产工艺要求
1、醋酸氢化反应要求甲醛在80~90℃，三元醇在50~60℃，3~5mol/L
醋酸钠催化，反应2~3小时，反应结束时出料温度不超过90℃。

2、羟基乙酸亲核反应要求醋酸甲酯在120℃，乙醇在20~30℃，2~3mol/L羟基乙醇催化，反应1~2小时，反应结束时出料温度不超过50℃。

环氧乙烷生产工艺设计
环氧乙烷是一种重要的化工原料，广泛应用于合成树脂、溶剂和农药等领域。

下面是环氧乙烷生产工艺设计的基本步骤。

首先，环氧乙烷的生产工艺可以通过乙烯的氧化反应来实现。

具体的工艺步骤如下：
1. 原料准备：制备高纯度的乙烯和过氧化液。

乙烯可通过乙烷脱氢或乙烷蒸汽裂解的方法得到。

过氧化液是乙烯氧化反应的催化剂，可以选择氧气和过氧化氢的混合物。

2. 氧化反应：将乙烯和过氧化液加入反应釜中进行氧化反应。

该反应需要在适宜的温度和压力条件下进行，通常在100-200摄氏度和10-30大气压下进行。

反应时间一般在数小时至数十小时。

3. 分离提纯：反应结束后，得到的产物是气液混合物。

需要将环氧乙烷从反应混合物中分离出来，并通过冷却和压缩等操作将其纯化。

分离提纯可以通过冷凝和蒸馏等技术实现。

4. 产品收集：纯化后的环氧乙烷通过液体收集系统收集起来，并进行储存和包装。

以上是环氧乙烷生产工艺设计的基本步骤。

在该工艺中，需要注意确保原料的纯度和质量，以及反应温度和压力的控制，以保证产品的质量和产率。

此外，还需要进行能源消耗和废弃物处理的优化，以提高生产效率和环保性。

摘 要经过六年的环氧乙烷的工业生产，人们对银催化剂的失活原因进行了调查。

温度还原法被用来于描述的银的化学性质以及其对于氧的活性。

在不同的导热处理后，新鲜和老化的催化剂也被检查。

在工业运行中，表面的物料被修改，一些氧扩散到了膨胀的金属中。

老化引起银特性的恒变，导致与氧之间的不同相互作用。

TPR 谱展示了反应器轴线的趋势，表明了其与催化剂失活程度的关联。

环氧乙烷是重要的有机合成原料之一，用于制造乙二醇、合成洗涤剂、乳化剂、非离子型表面活性剂、抗冻剂、增塑剂、润滑剂、杀虫剂以及用作仓库熏蒸剂。

在工业化生产上有着重要的意义。

因此，环氧乙烷的大规模工业化生产是一个重要课题。

关键字：环氧乙烷,工艺流程,氧气氧化法AbstractThe deactivation of a silver catalyst was investigated after six years of industrial production of ethylene oxide. Temperature-programmed reduction was used to characterize the chemical nature of the silver and its reactivity towards oxygen. The fresh and some aged catalysts were examined, also after different thermal treatments.During the industrial run, the surface species were modified and some oxygen diffused into the bulk of the metal. Aging caused permanent changes in the characteristics of the silver, resulting in a different interaction with oxygen. The TPR spectra exhibited a trend along the reactor axis, suggesting a correlation with the degree of deactivation of the catalyst.Ethylene oxide is an important raw material of organic synthesis, one for the manufacture of ethylene glycol, synthetic detergents, emulsifiers, non-ionic surfactants, antifreeze agents, plasticizers, lubricants, pesticides and using Fumigant for storage. Therefore, the large-scale industrial production of ethylene oxide is an important issue. This of ethylene oxide in the specific application.Key words：Ethylene, oxide, Process, Oxygen, oxidation目 录第一章前言 (1)1.1 环氧乙烷的特性与用途 (1)1.1.1 环氧乙烷的特性 (1)1.1.2 环氧乙烷的用途 (2)1.2 环氧乙烷在国内外生产技术现状及发展 (2)1.2.1 生产技术现状 (2)1.2.2 新发展 (3)1.3 环氧乙烷工业生产方法概述及特点 (3)1.3.1 氯醇法 (4)1.3.2 直接氧化法 (6)第二章工艺流程概述 (9)2.1 环氧乙烷反应工段 (9)2.2 环氧乙烷吸收与提纯工段 (10)2.3 二氧化碳脱除系统 (11)第三章工艺参数指标 (13)3.1 反应部分的工艺参数指标 (13)3.2 吸收塔的工艺条件 (13)第四章物料衡算 (15)4.1 反应器的物料衡算 (15)4.2 吸收塔D-111 的物料衡算 (19)4.2.1 各组分亨利系数、相平衡常数、吸收率及吸收因子 (20)4.2.2 吸收塔的物料衡算 (21)第五章热量衡算 (30)5.1 反应器的热量衡算 (30)5.2 吸收塔的热量衡算 (33)5.3 原料气—氧化气换热器的热量衡算 (34)第六章主要工艺设备工艺尺寸的计算 (37)6.1 反应器工艺尺寸的计算 (37)6.1.1 反应器的传热系数 (37)6.1.2 计算公式（经验法） (41)6.1.3 工艺尺寸计算表 (43)6.1.4 传热面积校核 (45)6.1.5 床层阻力计算 (45)6.2 吸收塔工艺尺寸计算 (46)6.2.1 工艺条件 (46)6.2.2 流量确定 (46)6.2.3 工艺尺寸的确定 (49)6.3 原料气－氧化气换热器工艺尺寸计算 (52)6.3.1 反应系统的气－气换热器（E－114B） (52)6.3.2 氧化气冷却器（E－115A／B） (53)第七章结论 (54)参考文献 (55)致谢 (57)附录 (58)声明 (60)第一章前言1.1 环氧乙烷的特性与用途1.1.1 环氧乙烷的特性物理性质环氧乙烷是无色的液体，是由两个碳原子、四个氢原子和一个氧原子组成的。

环氧乙烷生产工艺分析4.1 环氧乙烷主要生产方法环氧乙烷的生产主要有氯醇法和乙烯直接氧化法，其中乙烯直接氧化法又包括空气法和氧气法。

由于氯醇法制备环氧乙烷存在污染严重、产品总收率较低且产品中含甲醛较高，在一定程度上限制了其用途，因此企业不常采用此种方法。

目前企业生产环氧乙烷采用较广泛的方法是乙烯直接氧化法。

4.1.1氯醇法氯醇法生产环氧乙烷，工业上分两步进行。

首先是氯气与水反应生成次氯酸，乙烯次氯酸化生成氯乙醇，然后氯乙醇皂化(皂化剂通常用氢氧化钙)生成环氧乙烷。

此方法优点是工艺流程简单，投资省，其缺点主要是消耗氯气，并产生大量污水，副产物较多，且产品中含甲醛较高，在一定程度上限制产品的用途。

4.1.2乙烯直接氧化法乙烯直接氧化法又分为空气直接氧化法和氧气直接氧化法。

空气直接氧化法是由Lefort在1931年发明的，他利用乙烯和氧在适当载体的银催化剂上作用制备出了环氧乙烷，并以此取得了空气直接氧化制得环氧乙烷的专利。

氧气直接氧化法是由Shell公司在1958年发明的，此方法直接以氧气作氧化剂，减少了反应系统中惰性气体的吸入量，可减少反应系统中反应器的台数，在一定程度上降低生产成本。

美国的Shell、Scientific Design(SD)、Dow化学和UCC公司，日本的触媒化学公司以及意大利的SNAM口Montedison公司都是乙烯直接氧化法制备环氧乙烷技术的拥有者。

1、反应机理乙烯直接氧化法所用的催化剂为银催化剂。

乙烯在银催化剂上气相氧化发生主反应C2H4+1/2O P -]. +106.9J/mol副反应C2H4+3OP 2CO2+2H2O+1323KJ/molC2H4 +1/2O2—CH3CHOC2H4+O2 —2CH2Of CH3CHO乙烯在银催化剂上氧化生成环氧乙烷，人们普遍接受的反应机理是：银对氧吸附，在银的表面产生两种吸附状态的氧（原子氧及分子氧）。

当氧在银表面发生解离吸附时生成原子态吸附氧，原子态吸附氧与乙烯发生深度氧化生成二氧化碳和水。