环氧乙烷工段-工艺流程图物料流程图物料衡算表

环氧乙烷课程设计任务书+课程设计范例《化工工艺学》课程设计任务书一、课程设计的目的通过课程设计，旨在使学生了解化工工艺基本原理、重要工艺过程、设备的构造及工程设计基本内容，初步掌握化工工艺设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力、收集和查阅文献资料的能力、分析和解决工程实际问题的能力、独立工作和创新能力。

课程设计的任务是：学生能综合运用所学理论知识和所掌握的各种技能，通过独立思考和锐意创新，在规定的时间内完成指定的化工工艺的设计任务，并通过设计说明书及设计图形式正确表述。

二、设计任务及要求1、设计题目4.2/7.2/ 9.2万吨/年环氧烷生产工艺设计2、设计条件用N2作为惰性致稳气时的原料气组成组成C2H4 O2 N2 CO2 CH4 C2H6 Ar H2O mol，% 15.00 7.00 53.27 10.55 0.63 0.87 12.40 0.28 反应器的单程转化率：12.3% 选择性：73.8%环氧乙烷的吸收率：99.5%O2中夹带Ar 0.00856 mol/mol，循环排放气中含Ar为12.85%（10～15%，可自行调配），产品环氧乙烷中含Ar 0.00631 mol/mol。

年生产7440小时。

3、设计任务1）设计方案简介：对给定或选定的工艺流程进行简要的论述。

2）主要设备的工艺设计计算：包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算及结构设计。

对反应器和环氧乙烷精馏塔做详细设计计算(包括工艺参数和设备参数)。

3）典型辅助设备的选型和计算：包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。

4）工艺流程简图：以单线图的形式绘制，标出主要设备和辅助设备的物流量、能流量和主要化工参数测量点。

5）主要设备工艺条件图：包括设备的主要工艺尺寸。

6）编写设计说明书：包括设计任务书、目录、设计方案简介与评述、工艺设计及计算、主要设备设计、设计结果汇总表、参考资料等内容，并附带控制点的工艺流程图。

（二）CO2脱除及EO吸收(200#单元)一、反应产品冷却和EO吸收反应产品气体经过二次冷却后，温度降到135（138）℃，然后与K-301来的气体混合。

这股气流在产品第二冷却器E-203中，与从EO吸收塔C-203中来的富吸收液进行交换，进一步冷却到51(53)℃；富吸收液从41(42)℃被加热到67（69)℃。

冷却后的反应产品气体进到EO吸收塔C-203(在2000年扩能改造中此塔内件改为规整填料)的急冷部分。

气体中的一些杂质，如少量有机酸、微量分解的抑制剂被碱性急冷循环液吸收（部分EO反应器生成的甲醛也在这里脱除）。

急冷液离开塔釜的温度为47℃。

为脱除反应产品气冷却时产生的水，将一小股物流引到急冷排放解吸塔C-205中，用泵P-205把急冷液打到急冷冷却器E-205，冷却到42℃，再回到EO吸收塔的急冷段。

依靠五层减震浮阀塔塔板上的两级热传递实现急冷段的热平衡。

急冷液的循环速率为160m3/hr。

离开急冷段的气体在35℃下用贫吸收液洗涤以回收E0，苛性碱连续加到贫吸收液中维持PH值在7.3～7.5之间，以确保脱除气体中残余的少量酸性化合物。

为保证在有33块塔板（采出板上面）的EO吸收塔中，EO的吸收率达到99.6%（包括急冷排放和乙二醇的生成），吸收剂的流量定为258.8 m3/hr（EOC），塔的内径定为3000mm。

系统需要消泡，因此把消泡剂加到贫吸收液中(消泡剂应为无硅的)。

富吸收液从第六层塔板（采出板）引出，温度为41℃。

为防止高压循环气串入压力较低的EO解吸塔，并由此排至大气，在富吸收液管道上安装了一个开关阀，低液位开关会引起此阀动作。

同样，如果进塔的贫吸收液中断，贫吸收液管道上的开关阀亦可通过回流保护系统关闭。

低压差同样会引起氧气停车系统联锁（延时3分钟）。

EO吸收塔的压力，以及循环气管道（从反应器进料到循环气体压缩机入口）的压力是通过排放少量（0.18%）EO吸收塔塔顶气体，从而降低惰性组分含量来控制的。

环氧乙烷工艺流程图环氧乙烷（Epichlorohydrin, ECH）是一种重要的有机化工原料，广泛应用于合成树脂、塑料、橡胶和粘合剂等行业。

下面将介绍环氧乙烷的生产工艺流程。

首先，生产环氧乙烷的主要原料是乙烯和氯气。

乙烯通过裂解装置或石化厂的乙烯装置进行生产。

氯气通过电解氯碱法制备，将氯化钠溶液通过电解器进行电解，生成氯气和氢氧化钠溶液。

第一步，将乙烯和氯气按一定比例混合进入环氧乙烷反应器。

在反应器中，乙烯和氯气发生催化氯化反应，生成氯代氢氧乙烷（同氯二氧乙烷）。

第二步，在同氯化二氧乙烷生成的同时，需要将反应温度控制在适宜的范围内。

通常工艺中采用水冷却方式，通过循环冷却水将反应器内的温度降低，确保反应过程顺利进行。

第三步，同氯二氧乙烷进一步与碱引发剂进行反应，生成环氧乙烷。

碱引发剂常用的有氢氧化钠、碳酸钠等。

反应器内通过搅拌和加热控制反应的速率和温度，同时向反应器中通入惰性气体（如氮气）将反应物混合均匀。

第四步，反应结束后，需要将反应产物进行分离和净化。

首先通过分离设备将环氧乙烷从反应器底部收集，然后进行精馏和冷凝处理，获得纯度较高的环氧乙烷产品。

同时，将反应产生的氢氯酸气体和未反应的乙烯等副产物进行处理，以确保环境安全。

最后，通过检验和包装等步骤，将得到的环氧乙烷产品进行质量检测和包装，以符合市场需求。

总结起来，环氧乙烷的生产工艺主要包括乙烯和氯气的混合、催化氯化、环氧化反应、分离和净化等步骤。

该工艺具有高效、可控性好、产品质量高等优点，已成为大规模环氧乙烷生产的常用工艺流程。

同时，在生产过程中需要严格控制工艺参数和安全措施，以确保生产安全和产品质量。

环氧乙烷取样步骤
现场流程图如图：
1、取样人员穿戴好劳保用品到达取样现场后打开吸收水槽的循环水使其水流动
2、确认全部阀门关闭正确到位，
3、进行系统泄压逐步打开2、5和7、8号阀门
4、确认系统无压后（水槽中无气泡流出即可）
5、拔下金属软管快速连接头连接好取样钢瓶确保快速接头连接牢靠（用手转动
快速接头的连接外壁感觉轻松无机械阻力感，用手拔金属软管连接无脱落现象）
6、关闭
7、8号泄压阀门
7、打开2、3、4、5号阀门，然后稍打开1号主管线上进料阀观察钢瓶上压力表
的压力和连接处是否正常
8、确定一切正常的情况下打开6号物料循环出口阀门进行物料循环
9、物料正常循环10分钟左右先关闭1号阀门再关闭6号阀门然后依次关闭钢瓶
上3、4号阀门。

10然后再打开7、8号放空泄压阀泄压放空。

11确认系统无压后（水槽中无气泡流出即可）把钢瓶取下再把金属软管连上系统依次关闭2、5、7、8号阀门。

关闭吸收水槽循环水阀门。

12重新确定阀门关闭和金属软管连接无误后离开现场。

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。

沈阳化工大学化工设计题目：环氧乙烷车间分离工段工艺设计院系：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工优0701班学生姓名：李巧雯、李蕾、陈燕飞、崔书霞、周朝雪、全云云指导教师：刘东斌设计日期：2010年10月——2010年12月化工设计任务书1、设计任务：3.0-15.0万吨×××/年2、开工率:取8000小时计算3、符号说明：W：总质量流量Kg/hr。

G:总摩尔流率Kmol/hr。

w:组分重量流率Kg/hr。

g：组分摩尔流率Kmol/hr。

下标m:干基。

4、供电、供水、供惰性气体、供气、机修等公用工程由总厂安排、配套提供。

5、去其他条件由设计者根据确立的设计方案确定。

年产8万吨环氧乙烷车间分离精制工段工艺设计近期，环氧乙烷精深加工产业受到了资本市场的热烈追捧。

国内该行业的龙头企业辽宁奥克化学股份有限公司在5月11完成的股票发行中，合计募集资金22.93亿元，超募金额高达17.5亿元，成为了精细化工企业在资本市场上一颗耀眼的明星，也更加凸显出环氧乙烷精深加工产业的无穷魅力和广阔前景。

环氧乙烷是一种非常重要的精细化工原料，能够衍生出乙二醇、非离子表面活性剂、乙醇胺、乙二醇醚等多种精细化工产品，进而可以延伸生产合成洗涤剂、乳化剂、抗冻剂、增塑剂、润滑剂、杀虫剂、熏蒸剂等四五千种产品，应用领域极其广泛。

环氧乙烷衍生精细化学品之一的聚醚单体，可用于生产高性能的混凝土减水剂。

环氧乙烷衍生的非离子表面活性剂和聚乙二醇等，在化妆品工业和制药工业中的应用非常广泛：在化妆品工业中，可以作为稠度调节剂，用于膏霜、牙膏和剃须膏等的生产;在制药工业中，可以作为软膏、洗剂和栓剂的基质。

与此同时，聚乙二醇还是太阳能光伏电池用晶硅切割液的主要原材料，在橡胶工业中则可以用作润滑剂和分散剂，在化纤工业中可以作为可染聚酯的聚合单体等，此外在塑料、造纸油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业也均可以“大显身手”。

化工工艺学课程设计设计题目80000吨/年环氧乙烷反应系统工艺设计系别化学与材料工程系专业/班级化学工程与工艺/XXX学号姓名XXX指导老师XXX化工工艺学课程设计课程设计目的：是对学生所学的专业理论知识及某些专业技能的综合利用与实践，使学生能理论联系实际，也是进行化工开发和过程研究的必要准备。

培养学生综合运用各方面的知识与技能解决实际工程问题的创新能力。

课程设计内容：针对性地选择“乙烯氧化法生产环氧乙烷工艺”，从工艺角度出发对其生产过程和主要设备进行物料衡算、热量衡算、塔设备简捷法计算、换热器设计等工艺计算；对乙烯氧化固定床列管反应器进行计算；对吸收塔中各组分的吸收情况进行计算；并绘制乙烯直接环氧化生产环氧乙烷的带控制点的工艺流程图，书写设计任务书。

设计题目：80000吨/年环氧乙烷反应系统工艺设计（1）空气氧化法包括：制气（吸收塔）、合成(固定床列管反应器)、精制（精馏塔）（2）氧气直接氧化法包括：合成(固定床列管反应器)、精制（精馏塔）要求：至少画一张工艺流程图，一张主设备图目录第一章前言1.1 环氧乙烷概述 (6)1.2 环氧乙烷生产方法概述 (7)1.3 环氧乙烷生产原理 (8)1.3 环氧乙烷工艺流程 (10)第二章塔设备的概述2.1 概述 (13)2.2 板式塔与填料塔的比较 (13)2.3 塔板选择 (13)第三章设计方案简介3.1 装置流程的确定 (15)3.2 操作压力的选择 (15)3.3 浮阀标准 (15)3.4 设计草图 (16)第四章物性计算4.1 塔的物料衡算 (17)4.2 塔板数的确定 (17)4.3 精馏塔的工艺条件及有关数据的计算 (19)第五章塔的主要工艺尺寸计算5.1 塔径的计算 (24)5.2 精馏段地有效高度计算 (25)第六章塔板的主要工艺尺寸计算6.1 溢流装置计算 (26)6.2 塔板布置 (27)6.3 开孔区面积计算 (27)6.4 阀孔计算及排列 (28)第七章塔板的流体力学验证7.1 塔板压降 (32)7.2 液面落差 (32)7.3 液末夹带及泛点率 (32)7.4 漏液点 (33)7.5 液泛（淹塔）情况 (33)第八章塔板负荷性能图8.1 漏液线 (36)8.2 液相负荷下限线 (36)8.3 液相负荷上限线 (36)8.4 液末夹带线 (36)8.5 液泛线 (37)第九章塔的结构与附属设备9.1 塔体结构 (42)9 附属设备计算及选型 (42)附录：1 浮阀塔设计计算结果 (44)2 主要符号说明 (47)3 设计小结 (48)4 参考文献 (49)板式精馏塔设计任务书一、设计题目：环氧乙烷--水精馏分离板式塔设计二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（进料量） 80000 吨/年操作周期 XXXX 小时/年进料组成 40% （质量分率，下同）塔顶产品组成≥99%塔底产品组成≤1%2、操作条件操作压力 4kPa （表压）进料热状态自选单板压降≤0.7 kPa全塔效率 E T=56％回流比自选3、设备型式筛板塔板4、厂址安徽地区三、设计内容：1、设计方案的选择及流程说明2、塔的工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径、塔高及塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、工艺流程图及精馏塔工艺条件图7、设计评述第一章前言1.1环氧乙烷概述[3]低级烯烃的气相氧化都属非均相催化氧化范畴。

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。

目录一、设计任务书 2二、设计方案简介 3三、工艺流程草图及说明 6四、物料衡算9五、计算结果一览表16六、工艺流程说明17七、附图20八、参考文献22设计任务书一、基本数据用N2作为惰性致稳气时的原料气组成反应器的单程转化率：12.3%选择性：73.8%环氧乙烷的吸收率：99.5%O2中夹带的0.00856mol，循环排放气中含Ar为12.85%，产品环氧乙烷中含Ar 0.00631mol。

二、课程设计内容及要求（一）内容1、对环氧乙烷反应系统的物料衡算；2、绘制环氧乙烷反应系统的工艺流程图（一张）；3、绘制二氧化碳脱除系统的工艺流程图（一张）；4、编制课程设计说明书（一份）。

（二）具体要求1、环氧乙烷反应系统的物料衡算方法参考《基本有机化工工艺学》（吴指南主编）一书。

2、绘制的带控制点的工艺流程图必须符合化工制图的规范，并且字体必须工整。

3、编制的课程设计说明书应对计算过程与工艺流程的选择以及控点的确定进行详细的说明和解释。

设计方案简介环氧乙烷（简称EO）是最简单也是最重要的环氧化合物，在常温下为气体，沸点10.5℃。

可以与水、醇、醚及大多数有机溶剂以任意比混合。

有毒，易自聚，尤其当有铁，酸，碱，醛等杂质或高温下更是如此，自聚时放出大量热，甚至发生爆炸，因此存放环氧乙烷的贮槽必须清洁，并保持在0℃以下。

环氧乙烷是以乙烯为原料产品中的第三大品种，仅次于聚乙烯和苯乙烯。

它的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。

一、反应过程分析：工业上生产环氧乙烷最早采用的方法是氯醇法，该法分两步进行，第一步将乙烯和氯通入水中反应生成2-氯乙醇，2-氯乙醇水溶液浓度控制在6%-7%（质量）;第二步使2-氯乙醇与Ca(OH)2反应，生成环氧乙烷。

该法的优点是对乙烯的浓度要求不高，反应条件较缓和，其主要缺点是要消耗大量氯气和石灰，反应介质有强腐蚀性，且有大量含氯化钙的污水要排放。

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。

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-Al2O3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十多倍。

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）。

3、反应压力：加压对氧化反应的选择性无显著影响，但可提高反应器的生产能力且有利于环氧乙烷的回收，故采用加压氧化法，但压力高对设备的要求高费用增加催化剂易损坏。

武汉工程大学课程设计摘要本次课程设计的任务是完成年产6万吨环氧乙烷固定床反应器的设计。

生产工艺采用的是直接氧化法制环氧乙烷。

根据已知设计条件，对环氧乙烷氧化反应器工艺流程进行物料衡算和热量衡算，并确定固定床反应器的结构与尺寸，采用计算机绘图软件AUTO CAD 绘制了该反应器的设备装配图。

所设计的反应器壳体内径为1.6m，每个反应器的列管数为1519根，列管规格 25×2×6000，催化剂填充高度5700mm，催化剂为球体，D=5mm，床层空隙率为0.5，反应器内催化剂填充高度为管长的95%，每根管长6m。

换热方式采用间接换热，实际总传热面积为3577.245㎡，大于理论传热面积，能够完成年产生产要求。

关键词: 环氧乙烷；固定床反应器；物量衡算；能量衡算IAbstractThis course is designed to complete the task of producing 60,000 tons of ethylene oxide fixed bed reactor design. Production process uses ethylene oxide oxygen oxidation method. According to the known design conditions, using Aspen plus software to simulate the oxidation of ethylene oxide reactor process for material balance and heat balance and determine the structure of a fixed bed reactor and dimensions, using computer graphics software to draw the AUTO CAD reactor equipment assembly drawings. The design of the reactor shell inner diameter of 1.6m, and tube number 7,595, tube size 25×2×6000, catalyst packed height 5700mm, the catalyst is a sphere,D = 5mm, the bed porosity of 0.5, the reactor the catalyst filling height is 95% of the tube length, each tube length 6m. Heat transfer method using indirect heat, the actual reactor heat transfer area 3577.245㎡, greater than the theoretical heat transfer area, to complete the appropriate chemical production requirements, is consistent with the design standards of design solutions.Keywords: Ethylene oxide ,Fixed-bed reactor,material balance, heat balance武汉工程大学课程设计目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................ I I 第1章概述 (1)第2章环氧乙烷的性质和用途 (3)2.1环氧乙烷的性质 (3)2.1.1 物理性质 (3)2.1.2 化学性质 (4)2.2环氧乙烷的发展 (5)第3章设计方案的确定 (7)3.1 环氧乙烷的生产方法的确定 (7)3.2 催化剂的选择 (8)3.3 环氧乙烷生产工艺条件的确定 (8)3.3.1 反应温度 (8)3.3.2 反应压力 (8)3.3.3 空速 (9)3.3.4 原料配比和循环比 (9)3.3.5 抑制剂 (9)3.3.6 稳定剂的选择 (10)3.4 环氧乙烷生产的工艺流程 (10)第4章工艺计算 (13)4.1 设计条件 (13)4.1.1 反应原理 (13)4.1.2 原料组成 (14)4.1.3 反应器条件 (14)4.2 物料衡算 (14)4.3热量衡算 (17)第五章反应器的设计 (21)第6章安全与环保设计说明 (25)III6.1 工艺安全 (25)6.2 操作规则 (25)6.3 储存要求 (26)6.4运输方式 (26)6.5三废处理 (27)第7章结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录 (31)武汉工程大学课程设计第1章概述环氧乙烷又名氧化乙烯(Ethylene Oxide)，是最简单的环状醚。

摘要环氧乙烷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，产品每年的全球产量超过1.1千万吨。

全球约60 %的环氧乙烷转化成生产聚酯纤维、树脂和防冻剂用的单体乙二醇(涤纶纤维原料)，约有13 %的环氧乙烷用于生产其他多元醇，例如二乙二醇、三乙二醇和多乙二醇。

环氧乙烷的第二大用途是生产用于洗涤剂工业的乙氧基化物。

其他环氧乙烷衍生物有乙醇胺、溶剂和乙二醇醚等。

在合成洗涤剂、消毒剂、谷物熏蒸剂、抗冻剂、乳化剂以及生产增塑剂润滑剂橡胶和塑料等行业有极其广泛的应用。

另外，环氧乙烷还可用于生产药物消毒剂等。

由于环氧乙烷的广泛使用，各国的生产厂商都在不断改进生产工艺，在得到更高的产量和质量的同时，对生产过程中的安全隐患，及尾气处理等方面的问题进行相应的技术改进。

本文介绍了用乙烯制环氧乙烷的化工装置设计要点，相关工艺系统设计所必须遵循的规范，规定和材料选择原则。

从环氧乙烷的用途与性质开始，对生产技术进展与市场分析、催化剂的选择对环氧乙烷生产装置经济效益的影响、环氧乙烷生产装置的安全分析与评价等问题作了具体深入的探讨。

在此基础上完成了环氧乙烷装置的工艺计算和反应器、吸收塔、换热器等设备的选型。

进而完成带控制点的工艺流程图和设备图的绘制。

同时，对工艺条件的改进方法、合成反应器温度-时间优化策略、乙烯氧化制环氧乙烷反应器操作参数的优化等问题做了讨论。

关键词:乙烯；环氧乙烷；生产装置IAbstractEthylene oxide derivatives Ethylene Industry is second only to polyethylene and PVC important organic chemical products, Products annual global production of more than 1.1 million tons. About 60% of the world's ethylene oxide into the production of polyester fiber, resins and monomers used in antifreeze glycol (PET raw materials), About 13% of ethylene oxide used in the production of other polyols, such as diethylene glycol, triethylene glycol and ethylene glycol more. Oxirane the second largest use in the production of industrial detergent for the ethoxylated compounds. Other ethylene oxide derivatives are triethanolamine, solvents and glycol ether. The synthetic detergent, disinfectant, grain fumigants, antifreeze, emulsifier and the production of plasticizer lubricant such as rubber and plastics industry is a very wide range of applications. In addition, ethylene oxide can be used to produce drugs and disinfectants.Because ethylene oxide are used widely, the national manufacturers are constantly improving the production process, in a higher yield and quality, the production process of potential safety problems, and exhaust gas handling problems of the corresponding technical improvements.This paper describes the system ethylene ethylene chemical plant design features, related system design process to be followed in the norm regulations and the principle of material selection. From the use of ethylene oxide and the nature, progress on production technology and market analysis, The choice of catalyst for ethylene oxide unit cost-effective, Ethylene oxide production in the safety analysis and evaluation of specific issues in-depth study. Based on this completed the installation of ethylene oxide and calculation process reactor, absorption tower, heat exchanger, such as equipment selection. Then completed with the process control point plans and the drawing equipment. Meanwhile, the process of improving conditions, the reaction temperature-time optimization strategy Ethylene Oxidation of ethylene oxide reactor operating parameters of the optimization problem has been discussed.Keywords：Ethylene；Ethylene oxide；Production EquipmentII目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章引言 .. (1)1.1环氧乙烷的基本简介 (1)1. 2国内外环氧乙烷的市场 (2)1. 3环氧乙烷的性质及用途 (3)1.3.1环氧乙烷的性质 (3)1.3.2环氧乙烷的用途 (4)1. 4环氧乙烷生产方法的比较 (5)1.4.1氯醇法 (5)1.4.2直接氧化法 (6)第2章生产概述 (9)第3章原材料、公用工程及主要产品规格 (12)3.1原料规格 (12)3. 2 公用工程技术观察 (14)3.3 产品规格 (15)第4章环氧乙烷生产装置的安全分析与评价 (16)4.1 工艺流程简述 (16)4.2 道化学公司火灾、爆炸危险指数的计算 (17)4.3 环氧乙烷生产装置的事故树分析 (18)4.3.1 绘制事故树 (19)4.3.2 求最小割集和最小径集 (20)4.3.3 基本事件的结构重要度分析 (20)4.4 环氧乙烷生产装置的事件树分析 (22)4.5 对环氧乙烷生产装置安全评价结果讨论及对策 (24)第5章主要工艺参数 (26)第6章工艺计算 (27)6.1 反应器的物料衡算 (27)6.1.1 反应部分的工艺参数指标 (27)6.1.2 计算 (28)6.2 吸收塔物料衡算 (31)6.2.1各组分得亨利系数、相平衡常数、吸收率及吸收因子 (31)6.2.2吸收塔的物料衡算 (33)6.3 反应器热量衡算 (37)6.4 吸收塔热量衡算 (40)6.5 原料气―——氧化气换热器热量衡算 (41)第7章主要工艺设备工艺尺寸的计算 (44)7.1反应器的工艺尺寸计算 (44)7.1.1计算所需要的催化剂总量 (44)7.1.2催化剂床层总截面积A及高度H和停留时间的确定和计算 (44)7.1.3床层压力降的估算 (44)7.1.4 反应器的直径和反应管数 (45)7.1.5反应器的传热系数 (46)7.2 吸收塔工艺尺寸计算 (52)7.2.1 工艺条件 (52)7.2.2塔板的工艺尺寸初步计算 (52)7.2.3 塔径的初步核算 (54)7.2.4 溢流装置设计 (55)7.2.5塔板布置及液阀数目与排列 (55)7.2.6 塔板流体力学验算 (57)7.2.7 塔板负荷性能图 (59)7.2.8 实际塔板数计算 (61)7.3 循环气冷却器工艺尺寸计算(E-115) (62)7.4 循环气压缩机造型计算 (66)第8章环氧乙烷合成反应器温度-时间优化策略 (68)8.2 优化目标函数 (69)8. 3 优化问题的求解 (70)8.4 优化结果讨论 (71)8.5 结论 (74)第9章结论 (75)参考文献 (76)第1章引言1.1环氧乙烷的基本简介环氧乙烷是重要基本有机合成原料，用途甚广，因此世界各国环氧乙烷的产量上升较快。

环氧乙烷化工工艺的制作过程在催化剂存在下，乙烷与气态氧作用生成环氧乙烷。

是典型的非均相催化氧化反应过程。

本文对乙烯催化氧化制环氧乙烷过程进行简要的分析。

一、反应原理乙烯氧化过程按氧化程度可分为选择氧化（部分氧化）和深度氧化（完全氧化）两种情况。

乙烯分子中的碳碳双键具有突出的反应活性，在一定的氧化条件下可实现碳碳双键的选择氧化而生成环氧乙烷。

但在通常的氧化条件下，乙烯的分子骨架很容易被破坏，发生深度氧化而生成二氧化碳和水。

实践证明使用一般氧化催化剂，乙烯均被氧化成二氧化碳和水，只有银催化剂例外，故目前工业上乙烯环氧化制环氧乙烷的催化剂均为银。

二、工艺条件影响乙烯环氧化过程的主要因素为温度、压力、空速、原料气纯度及配比。

1.温度完全氧化平行副反应是影响乙烯环氧化选择性的主要因素。

动力学研究结果表明环氧乙烷反应的活化能小于完全氧化反应的活化能，故反应温度增高，这两个反应的反应速率的增长速率是不同的，完全氧化副反应的速度增长更快，因此选择性随温度升高而下降。

当反应温度在100时，产物中几乎全部是环氧乙烷，选择性接近100%，但反应速率甚慢，转化率很小，没有现实意义。

随着温度增加，反应速率加快，转化率增加，选择性下降，放出的热量也愈大，所以必须考虑移出反应热的措施。

适宜的反应温度与催化剂活性有关，权衡转化率和选择性之间的关系，工业上反应温度一般控制在220～260℃。

2.压力乙烯直接氧化的主副反应在热力学上都不可逆，因此压力对主副反应的平衡和选择性无显著影响。

但加压可提高反应器的生产能力，且也有利于从反应气体产物中回收环氧乙烷，故工业上大多是采用加压氧化法。

但压力高，所需设备耐压程度高，投资费用增加，催化剂也易损坏。

目前工业上采用的操作压力为2M Pa左右。

3.空间速度空间速度的大小不仅影响转化率和选择性，也影响催化剂空时收率和单位时间的放热量，故必须全面衡量，目前工业上采用的混合气空速一般为7000h-1左右，有更高的。