年产5.5万吨环氧乙烷工艺设计[1]讲解
年产5万吨环氧乙烷工艺设计
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
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。
课程设计环氧乙烷生产工艺设计
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。
年产5万吨环氧乙烷工艺设计毕业设计
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
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[1]
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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# 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。
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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。
目录第1章引言 (1)§1.1 环氧乙烷在国民经济中的地位和作用 (1)§1.2 环氧乙烷在国民经济中的地位和作用 (1)§1.2.1 生产技术 (1)§1.2.2 技术发展动向 (2)§1.3 环氧乙烷的市场需求状况 (3)第2章工艺概述 (4)§2.1 环氧乙烷的性质 (4)§2.1.1 EO的物理性质 (4)§2.1.2 EO的化学性质 (4)§2.2 生产方法的评述及选择 (4)§2.2.1 氯醇法 (5)§2.2.2 直接氧化法 (5)§2.3 环氧乙烷的生产原理 (5)§2.3.1 氧化反应原理 (5)§2.3.2 二氧化碳脱除原理 (6)§2.4 设计方案简介 (7)§2.5 生产方法的评述及选择 (11)第3章物料衡算 (13)§3.1 物性数据 (13)§3.2 设计依据 (13)§3.3 循环系统的物料衡算 (14)§3.3.1 计算依据 (14)§3.3.2 混合器 (15)§3.3.3 反应器 (19)§3.3.4 环氧乙烷吸收塔 (20)§3.3.5 CO2的吸收系统 (23)第4章热量衡算 (25)§4.1 反应器的热量衡算 (25)第5章设备计算 (29)§5.1 反应器设备计算 (29)§5.2 确定氧化反应器的基本尺寸 (29)§5.3 床层压力降的计算 (30)§5.4 传热面积的核算 (30)§5.5 反应器塔径的确定 (31)参考文献 (34)致谢 ................................................................................. 错误！未定义书签。
第1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。
从全球来看，环氧乙烷主要用作化学中间体，它主要消费于乙二醇，全球环氧乙烷产量的60%都转变为乙二醇，乙二醇可进一步加工成聚酯纤维和树脂。
有13%的环氧乙烷用于制造其它二醇类（如聚乙二醇、二甘醇和三甘醇等）。
环氧乙烷的第二大销量是用于洗涤剂的产品。
其它环氧乙烷的衍生产品有乙醇胺、溶剂、乙二醇醚类等。
环氧乙烷也用作熏蒸消毒杀虫剂、杀菌剂以及医疗器械的消毒剂。
2003年全球环氧乙烷消费量为1593.4万吨。
1998—2003年年均消费增长率达到5.6%，预计2003—2008年和2008—2013年又分别以4.6%和3.4%速率递增，即到2008年和2013年全球环氧乙烷需求量将分别达到1995.2万吨和2358.2万吨。
我国由氯醇法生产环氧乙烷始于1960年代，由于氯醇法对乙烯质量要求不高，所以采用酒精发生乙烯和渣油裂解混合烯烃生产环氧乙烷在我国石油化工发展初期具有一定意义。
随着大规模引进环氧乙烷装置的建成和投产，加上环保法规的日益严格，国内小规模的氯醇法环氧乙烷装置已无生命力，于1993年下半年淘汰。
因经济原因，早期引进的空气法环氧乙烷装置大多也改造为氧气法[1，2]。
§1.2环氧乙烷在国民经济中的地位和作用§1.2.1生产技术1922年UCC(联碳公司)建成首套氯醇法工业装置。
1938年又建成了首套乙烯空气氧化法工业装置。
1958年Shell(壳牌公司)建成首套乙烯氧气氧化法工业装置。
目前，全球环氧乙烷专利技术大部分为Shell、美国SD(科学设计公司)和UCC三家公司所垄断，这三家公司的技术占环氧乙烷总生产能力的90%以上。
Shell、SD和UCC三家公司的乙烯氧化技术水平基本接近，但技术上各有特色。
例如在催化剂方面，尽管载体、物理性能和制备略有差异，但水平比较接近，选择性均在80%以上；在工艺技术方面都有反应部分、脱CO2、环氧乙烷回收组成，但抑制剂选择、工艺流程上略有差异。
目前国内环氧乙烷生产厂家均采用乙烯氧气氧化法生产技术，基本为引进技术。
§1.2.2技术发展动向近年来，世界上环氧乙烷催化剂、工艺技术等方面有了新的进展。
在催化剂方面，目前已形成高活性和高选择性两大系列工业化催化剂。
高活性催化剂系列产品为S860、S861、S862、S863，具有初始反应温度低(218℃—225℃)、初始选择性高(81%—83%)、活性和选择性下降速率慢等特点，该系列催化剂已应用于国内外20多家采用Shell技术或其他专利技术的环氧乙烷生产装置中。
高选择性催化剂系列产品为S879、S882，催化剂初始选择性分别为85%和88%。
SD和UCC在新催化剂开发方面也取得许多进展，例如近期SD公司开发的固载银及含有碱金属、硫、氟和磷族元素(P，Bi，Sb)，固载银及含有碱金属、硫、氟和或锡，固载银及含有碱金属、硫、氟和镧系金属助剂的催化剂，突破了以铼和过渡金属作助剂制备环氧乙烷银催化剂的传统方法。
研制的催化剂在反应温度232℃—255℃时，催化剂的环氧乙烷选择性可达81.9%—84.6%。
UCC公司报道了一系列催化剂研制专利，包括含锂、钠、钾、铷、铯、钡中至少一种阳离子助剂，含硫化物、氟化物阴离子助剂和选自ⅢB—ⅥB 族至少一种元素组成的减少环氧乙烷完全氧化反应的银催化剂。
而性能最优异的是一种含银载体用硝酸钾和高锰酸钾溶液多次浸渍制备的催化剂，这种银催化剂中含钾质量分数1.512mg/g，锰质量分数37.4mg/g，催化剂经21天运行试验后，环氧乙烷选择性可高达96.6%。
§1.3环氧乙烷的市场需求状况我国最早以传统的乙醇为原料经氯醇法生产EO。
20世纪70年代我国开始引进以生产聚酯原料乙二醇为目的产物的环氧乙烷/乙二醇联产装置，我国EO生产与应用已走上快速发展道路，至今已经引进十余套EO生产装置。
2003年我国EO生产能力约为1200kt/a。
随着我国聚酯与表面活性剂等领域的迅猛发展，EO远不能满足市场需求，因此有多家企业计划建设规模化EO生产装置，可以预计未来几年我国EO的生产能力将呈现迅速增加的势头。
其中北京燕山石化于2004年将已有的70kt/a的生产能力扩大到250kt/a左右；南京扬巴一体化工程9套核心装置中含有一套240kt/a的EO装置，于2004年建成投产；中海壳牌石化有限公司已在南海建设一套300kt/a EO生产装置，2005年建成投产；上海石化已新建一套300kt/a EO生产装置，2005年建成投产；另外天津联化、独山子石化等企业均计划在未来几年内建设规模化的EO生产装置。
到2005年我国EO 的生产能力将激增至2160kt/a，在未来两年内国内EO生产能力将翻一番，可见我国EO工业市场需求与发展前景之好。
第2章工艺概述§2.1环氧乙烷的性质§2.1.1E O的物理性质环氧乙烷（简称EO），英文名称epoxyethane，又被称为氧化乙烯，也称恶烷，分子式：C2H4，分子量：44.05，沸点：10.4℃，熔点：-112.2℃，蒸汽压：145.91kPa/20℃。
相对密度(水)=1：0.87，相对密度(空气)=1：1.52。