EOEG装置工艺技术特点及基本原理
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。
eoeg装置的工艺流程解析

eoeg装置的工艺流程解析标题:深入解析EOEG装置的工艺流程导语:EOEG装置是一种重要的工业设备,它在各种领域中的应用越来越广泛。
本文将深入探讨EOEG装置的工艺流程,从简单到复杂,逐步介绍其制备、操作和优化等方面的内容,以帮助读者全面理解和掌握该装置的工艺流程。
第一部分:EOEG装置的概述在本节中,将对EOEG装置的基本概念和用途进行介绍。
首先,解释EOEG的缩写及其全称"Electro-Optical Gyroscopic"。
然后,简要说明EOEG装置在导航、航空航天、军事等领域的应用。
最后,针对EOEG装置在工艺流程中的重要性,引出下一节的内容。
第二部分:EOEG装置的制备过程本节将详细介绍EOEG装置的制备过程,包括材料准备、装配和测试等环节。
首先,介绍EOEG装置所需的主要材料和其配比。
然后,详细描述装配过程,包括组件的连接和固定等步骤。
最后,展示EOEG 装置的测试流程,以确保其性能和稳定性。
第三部分:EOEG装置的操作流程在本节中,将详细介绍EOEG装置的操作流程,包括开机、校准和实际应用等阶段。
首先,解释EOEG装置的开机步骤,包括电源接入和设备自检等环节。
然后,介绍校准的重要性以及校准过程的具体步骤。
最后,讲述EOEG装置在实际应用中的使用方法和技巧,以帮助读者更好地操作和控制装置。
第四部分:EOEG装置的优化与改进在本节中,将探讨EOEG装置的优化和改进方法,帮助读者更好地了解该装置的潜力和发展方向。
首先,介绍优化EOEG装置的常见问题和挑战,如减少能耗、提高精度等。
然后,给出解决方案,包括材料改良、工艺调整和算法优化等。
最后,展望EOEG装置未来的发展趋势,如智能化、多功能化等方面的可能性。
总结与回顾:本文深入解析了EOEG装置的工艺流程。
通过对制备、操作和优化等方面的介绍,读者可以全面了解EOEG装置的工艺流程和应用。
此外,在最后的总结中,本文提出了对该装置的观点和理解,强调其在未来发展中的潜力和重要性。
EOEG(乙二醇)装置工艺技术特点及基本原理教学内容

工艺技术特点及基本原理基本原理乙烯氧化生成环氧乙烷的反应机理乙烯氧化过程按氧化程度可分为选择性氧化(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(C=C)具有突出的反应活性,在一定氧化条件下可实现碳—碳双键的选择氧化而生成环氧乙烷,但在通常氧化条件下,乙烯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。
目前工业上乙烯直接氧化生成环氧乙烷的最佳催化剂是银催化剂。
(1)主反应乙烯氧化生成环氧乙烷是放热反应,在250℃时,每生成一摩尔环氧乙烷要释放出25.19千卡的反应热。
(2)副反应乙烯氧化时除生成产物环氧乙烷外,还发生其它反应:在工业生产中,反应产物里实际主要是环氧乙烷、二氧化碳和水,而甲醛量远小于1%,乙醛量则更小。
反应(2)是主要副反应,也是放热反应,250℃时,每反应掉1摩尔乙烯要放出315.9千卡反应热,如果反应温度过高或其它条件影响会产生反应(3),其反应也是强放热反应,每反应掉1摩尔环氧乙烷要放出314.4千卡的热量,副反应(2)和(3)与主反应(1)的反应进行比较,便可看出副反应的反应热是主反应热的卡几倍,因此必须严格控制工艺条件,以防副反应增加。
不然,副反应加剧,势必引起操作条件恶化,造成恶性循环,甚至发生催化剂床层"飞温"(由于催化剂床层大量积聚热量造成催化剂层温度突然飞速上升的现象)而使正常生产遭到破坏。
近代对乙烯在银催化剂条件下的选择性氧化机理做了大量的研究,比较统一的看法是: A.氧被银表现吸附的形态初始时,在各种不同温度下氧被高速度吸附,此时活化能很低,约为3千卡/克分子,这个过程发生在四个邻近的清洁的银原子上氧分子的解离吸附(非活化解离吸附)。
O2+4Ag(邻近)→2O2-(吸附)+4Ag+(邻近) (a)如果银表面有四分之一被氯遮盖时,则上述过程被完全吸附。
第二种过程是表面缺乏四个邻近的清洁银原子时,则发生氧分子的非离解吸附,此时氧分子一个电子,这个过程的活化能约为7.9千卡/克分子。
吉林石化公司EOEG装置节碳减排技术研究

吉林石化公司EO/EG装置节碳减排技术研究吉林石化公司乙二醇厂针对装置物耗偏高的现状,引进国际先进的美国E&A 公司专利技术,完成了装置脱碳单元技术改造,装置实现了催化剂从低选到中选的升级。
通过装置实际运行数据的积累、分析、论证,实际生产中不断调优,总结出S-877型银催化剂的优化方法,脱碳单元优化操作的具体措施,进一步降低了原料乙烯、氧气的年消耗量、降低了产品的单位生产成本、降低了装置二氧化碳的排放量,装置应对市场变化的能力及市场竞争力得到了显著提高。
通过对总氯、二氧化碳浓度、空速等因素对S-877型银催化剂选择性的研究,依据研究结论,及时调整工艺参数:总氯每月提高0.29PPm,每周对碳酸盐系统测试一次,每天依据循环压缩机运行状况调整空速一次,确保催化剂一直处于最佳状态运行,催化剂平均选择性上升1.14%,乙烯定额下降8.7kg/t,氧气定额下降29.6kg/t。
通过碳酸盐组分变化对二氧化碳脱除效果的研究,从碱度、钒酸盐、硼酸盐浓度等的优化控制,大幅提高了装置的脱碳能力,实现了反应器入口二氧化碳浓度从设计值的1.03%降至0.61%,催化剂选择性提高0.16%,反应温度下降1.24℃,延长了催化剂使用寿命,年节约乙烯219吨,年减少CO<sub>2</sub>排放5250吨。
项目的成功实施,装置乙烯、氧气物耗大幅度降低:环氧乙烷装置乙烯单耗由822.3kg/t降至777.8kg/t,氧气单耗由966.8kg/t降至814.1kg/t;乙二醇装置乙烯单耗由657.8kg/t降至622.2kg/t,氧气单耗由773.4kg/t降至651.3kg/t,环氧乙烷、乙二醇装置二氧化碳排放量分别减少1.07t/h和1.761t/h,排放量分别降低26.1%和21%,年均减少二氧化碳排放2.243万吨。
为吉林石化乙二醇厂节碳减排做出了突出贡献,实现了效益最大化,并为今后装置优化运行提供指导,同时也为国内同类装置改造提供了借鉴经验。
EOEG(乙二醇)装置工艺技术特点及基本原理

工艺技术特点及基本原理基本原理乙烯氧化生成环氧乙烷的反应机理乙烯氧化过程按氧化程度可分为选择性氧化(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(C=C)具有突出的反应活性,在一定氧化条件下可实现碳—碳双键的选择氧化而生成环氧乙烷,但在通常氧化条件下,乙烯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。
目前工业上乙烯直接氧化生成环氧乙烷的最佳催化剂是银催化剂。
(1)主反应乙烯氧化生成环氧乙烷是放热反应,在250℃时,每生成一摩尔环氧乙烷要释放出25.19千卡的反应热。
(2)副反应乙烯氧化时除生成产物环氧乙烷外,还发生其它反应:在工业生产中,反应产物里实际主要是环氧乙烷、二氧化碳和水,而甲醛量远小于1%,乙醛量则更小。
反应(2)是主要副反应,也是放热反应,250℃时,每反应掉1摩尔乙烯要放出315.9千卡反应热,如果反应温度过高或其它条件影响会产生反应(3),其反应也是强放热反应,每反应掉1摩尔环氧乙烷要放出314.4千卡的热量,副反应(2)和(3)与主反应(1)的反应进行比较,便可看出副反应的反应热是主反应热的卡几倍,因此必须严格控制工艺条件,以防副反应增加。
不然,副反应加剧,势必引起操作条件恶化,造成恶性循环,甚至发生催化剂床层"飞温"(由于催化剂床层大量积聚热量造成催化剂层温度突然飞速上升的现象)而使正常生产遭到破坏。
近代对乙烯在银催化剂条件下的选择性氧化机理做了大量的研究,比较统一的看法是: A.氧被银表现吸附的形态初始时,在各种不同温度下氧被高速度吸附,此时活化能很低,约为3千卡/克分子,这个过程发生在四个邻近的清洁的银原子上氧分子的解离吸附(非活化解离吸附)。
O2+4Ag(邻近)→2O2-(吸附)+4Ag+(邻近) (a)如果银表面有四分之一被氯遮盖时,则上述过程被完全吸附。
第二种过程是表面缺乏四个邻近的清洁银原子时,则发生氧分子的非离解吸附,此时氧分子一个电子,这个过程的活化能约为7.9千卡/克分子。
eoeg装置工艺流程

eoeg装置工艺流程
EOEG装置工艺流程
一、概述
EOEG装置是一种用于生产环氧乙烷和环氧丙烷的化工设备,其工艺流程包括前处理、反应器、分离器等步骤。
本文将详细介绍EOEG装置的工艺流程。
二、前处理
1.原料储存:将甲苯、二氯甲烷等原料存储在专门的储罐中。
2.预处理:将原料通过加热、冷却等方式进行预处理,以保证其质量和稳定性。
3.进料:将经过预处理的原料送入反应器中进行反应。
三、反应器
1.加热:将反应器内的原料加热到适当温度,以促进反应的进行。
2.注入催化剂:向反应器中注入催化剂,以促进环氧化反应的进行。
3.控制压力和温度:通过控制压力和温度,使得反应物能够充分地发生环氧化反应,并保证反应物不会过度分解或者聚合。
4.收集产物:收集产生的环氧乙烷和环氧丙烷混合物,并送入下一步骤——分离器。
四、分离器
1.分离:将收集到的环氧乙烷和环氧丙烷混合物进行分离,得到纯度较高的环氧乙烷和环氧丙烷。
2.回收溶剂:将分离出来的溶剂进行回收,以减少资源浪费。
3.排放废气:将产生的废气经过处理后排放,以保证环境的安全和卫生。
五、总结
EOEG装置工艺流程包括前处理、反应器、分离器等步骤。
在整个工
艺流程中,需要对原料进行预处理,控制反应器内压力和温度,并对
产生的混合物进行分离。
通过这些步骤,可以得到纯度较高的环氧乙烷和环氧丙烷。
EOEG装置乙二醇超低负荷生产探究
疑成为企业盈利的最佳选择。
中韩( 武汉) 石油化工有限公司 EOEG 装置采用乙烯氧化
法生成环氧乙烷,并进一步进行水合反应生成乙二醇,该装置
的专利技术来自美国 SD 公司,EO 高负荷工况下,MEG 的设计
产量为 23.87 t / h。 2016 年该装置大检修时,对环氧乙烷精制塔
气相反应生成环氧乙烷,该反应同时伴随副反应,生成二氧化
碳和水。 环氧乙烷气体通过吸收解析,再吸收后,一部分送至
环氧乙烷精制塔( C-410) 生产 EO 产品,另一部分通过 R- 520
反应生成 MEG 粗产品,经七效蒸发系统和脱水塔( C-610) 分离
水分,送至乙二醇精制塔( C-620) 生产 MEG 产品。
水份等,已经能够进行对工艺的一个反应曲线是否完成进行
判断。
(4) 产品精制:在上一步的基础上,能够进一步进行后处
图 4 P-510 回流量与 R-520 出口温度关系
图 5 P-510 回流量与 MEG 产量关系
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第9期
张祥涛:含硫化合物的半地下化工设备的分析与应用研究
粗蒸、冷凝、收集、分相等一系列工艺反应过程。
(3) 粗品产生:该流程中能够出现目标产物的主要成分,但
是仍旧含有副反应的产物,反应过程中的溶剂、少量的催化剂、
(2) 降低 P-510 回流量。 为脱除系统中累计的甲醛、乙醛,
C-510 设计上为双腔结构,A 腔送往 C-410 生产 EO 产品,B 腔
送往 R-520 生产 MEG 产品,A 腔和 B 腔之间通过挡板相隔,挡
板以上的部分相互流通,由于 C-410 脱醛物料被送至 B 腔,使
EOEG(乙二醇)装置工艺技术特点及基本原理
工艺技术特点及基本原理基本原理乙烯氧化生成环氧乙烷的反应机理乙烯氧化过程按氧化程度可分为选择性氧化(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(C=C)具有突出的反应活性,在一定氧化条件下可实现碳—碳双键的选择氧化而生成环氧乙烷,但在通常氧化条件下,乙烯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。
目前工业上乙烯直接氧化生成环氧乙烷的最佳催化剂是银催化剂。
(1)主反应乙烯氧化生成环氧乙烷是放热反应,在250℃时,每生成一摩尔环氧乙烷要释放出25.19千卡的反应热。
(2)副反应乙烯氧化时除生成产物环氧乙烷外,还发生其它反应:在工业生产中,反应产物里实际主要是环氧乙烷、二氧化碳和水,而甲醛量远小于1%,乙醛量则更小。
反应(2)是主要副反应,也是放热反应,250℃时,每反应掉1摩尔乙烯要放出315.9千卡反应热,如果反应温度过高或其它条件影响会产生反应(3),其反应也是强放热反应,每反应掉1摩尔环氧乙烷要放出314.4千卡的热量,副反应(2)和(3)与主反应(1)的反应进行比较,便可看出副反应的反应热是主反应热的卡几倍,因此必须严格控制工艺条件,以防副反应增加。
不然,副反应加剧,势必引起操作条件恶化,造成恶性循环,甚至发生催化剂床层"飞温"(由于催化剂床层大量积聚热量造成催化剂层温度突然飞速上升的现象)而使正常生产遭到破坏。
近代对乙烯在银催化剂条件下的选择性氧化机理做了大量的研究,比较统一的看法是: A.氧被银表现吸附的形态初始时,在各种不同温度下氧被高速度吸附,此时活化能很低,约为3千卡/克分子,这个过程发生在四个邻近的清洁的银原子上氧分子的解离吸附(非活化解离吸附)。
O2+4Ag(邻近)→2O2-(吸附)+4Ag+(邻近) (a)如果银表面有四分之一被氯遮盖时,则上述过程被完全吸附。
第二种过程是表面缺乏四个邻近的清洁银原子时,则发生氧分子的非离解吸附,此时氧分子一个电子,这个过程的活化能约为7.9千卡/克分子。
EOEG装置CO2脱除单元运行分析
EOEG装置CO2脱除单元运行分析CO2脱除单元是一种用于去除工业排放中二氧化碳(CO2)的装置。
它在环保领域中起着至关重要的作用,特别是在减少温室气体排放和应对气候变化方面。
在本文中,我们将对EOEG装置CO2脱除单元的运行进行分析。
首先,EOEG装置CO2脱除单元使用的工艺是吸收法。
在该工艺中,CO2会与一种吸收剂发生反应,从而将CO2从废气中分离出来。
常用的吸收剂包括氨水和胺溶液等。
当废气通过CO2脱除单元时,CO2会与吸收剂接触并被吸收,从而减少CO2的浓度。
CO2脱除单元的运行过程可以分为吸收阶段和再生阶段。
在吸收阶段,废气进入CO2脱除单元,并与吸收剂接触。
废气中的CO2会被吸收剂吸收,并形成一个富含CO2的溶液。
在再生阶段,为了重新利用吸收剂,富含CO2的溶液需要进行再生,即将其中的CO2从溶液中分离出来。
这可以通过加热溶液来实现,因为加热会导致溶液中的CO2释放出来,从而形成纯净的CO2气体。
CO2脱除单元的运行性能可以通过各种指标进行评估。
其中,CO2的去除效率是一个重要的指标。
去除效率可以通过比较进入脱除单元的废气中CO2的浓度与离开脱除单元的废气中CO2的浓度来计算。
高效的CO2脱除单元应该能够将废气中的CO2浓度降低到较低的水平。
另一个重要的指标是吸收剂的寿命。
吸收剂在吸收和再生过程中会发生损耗。
损耗的程度取决于各种因素,包括废气流量、CO2浓度和吸收剂种类等。
当吸收剂的损耗超过一定限度时,需要更换或再生吸收剂。
因此,延长吸收剂的寿命是提高CO2脱除单元性能的关键因素之一此外,CO2脱除单元的能耗也是一个重要的考虑因素。
吸收和再生过程都需要能源供应。
因此,降低能耗是提高CO2脱除单元运行效率的重要途径之一、减少能耗的方法包括优化工艺流程、改进设备设计和引入节能技术等。
最后,CO2脱除单元的稳定性和可靠性也需要考虑。
稳定性是指系统在长时间运行中能够保持一致的性能。
可靠性是指系统在故障和异常情况下能够保持正常运行。
eo工艺技术
eo工艺技术EO工艺技术是一种将乙烯氧化制取成环氧乙烷的工艺过程。
通过EO工艺技术,我们可以将乙烯转化为环氧乙烷,进而用于制造各种化学产品。
EO工艺技术的基本原理是在催化剂的作用下,将乙烯与氧气反应生成环氧乙烷。
这个过程涉及到多个步骤,首先是通过压缩空气将氧气引入反应器中,然后通过添加催化剂来加速反应速度。
在反应器中,乙烯与氧气在高温和高压的条件下发生反应,生成环氧乙烷。
最后,通过冷凝和蒸馏等操作,将环氧乙烷从反应混合物中分离出来。
EO工艺技术具有许多优势。
首先,它可以高效地将乙烯转化为环氧乙烷,产率较高。
其次,它能够在相对温和的条件下进行反应,不需要极端的温度和压力,从而降低了能源消耗和设备成本。
此外,EO工艺技术还具有灵活性,可以根据需要调整反应条件和催化剂用量,以实现最佳的生产效率和产品质量。
在EO工艺技术的应用领域中,环氧乙烷被广泛用于制造各种化学产品。
它是一种重要的原料,可用于制造乳液、泡沫剂、润滑剂、溶剂和清洁剂等。
此外,环氧乙烷还可以用于合成其他高附加值化学品,如乙醇胺、聚醚等。
虽然EO工艺技术具有许多优点,但也存在一些挑战和问题。
首先,催化剂的选择和优化是一个复杂的过程,需要考虑催化剂的稳定性、活性和选择性等因素。
其次,反应器的设计和运行也是关键,需要考虑温度、压力、物料流动性等因素。
此外,处理和处理废水是一个重要的问题,需要采取适当的措施来减少环境污染。
总的来说,EO工艺技术是一种重要的化学工艺,能够高效地将乙烯转化为环氧乙烷,为化学产品的生产提供了重要的原料。
随着技术的不断发展和改进,EO工艺技术将在更广泛的领域得到应用,为化工行业的发展做出贡献。
同时,我们也需要关注和解决其所面临的挑战,使其更加可持续和环保。
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工艺技术特点及基本原理
基本原理
乙烯氧化生成环氧乙烷的反应机理
乙烯氧化过程按氧化程度可分为选择性氧化(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(C=C)具有突出的反应活性,在一定氧化条件下可实现碳—碳双键的选择氧化而生成环氧乙烷,但在通常氧化条件下,乙烯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。
目前工业上乙烯直接氧化生成环氧乙烷的最佳催化剂是银催化剂。
(1)主反应
乙烯氧化生成环氧乙烷是放热反应,在250℃时,每生成一摩尔环氧乙烷要释放出千卡的反应热。
(2)副反应
乙烯氧化时除生成产物环氧乙烷外,还发生其它反应:
在工业生产中,反应产物里实际主要是环氧乙烷、二氧化碳和水,而甲醛量远小于1%,乙醛量则更小。
反应(2)是主要副反应,也是放热反应,250℃时,每反应掉1摩尔乙烯要放出千卡反应热,如果反应温度过高或其它条件影响会产生反应(3),其反应也是强放热反应,每反应掉1摩尔环氧乙烷要放出千卡的热量,副反应(2)和(3)与主反应(1)的反应进行比较,便可看出副反应的反应热是主反应热的卡几倍,因此必须严格控制工艺条件,以防副反应增加。
不然,副反应加剧,势必引起操作条件恶化,造成恶性循环,甚至发生催化剂床层"飞温"(由于催化剂床层大量积聚热量造成催化剂层温度突然飞速上升的现象)而使正常生产遭到破坏。
近代对乙烯在银催化剂条件下的选择性氧化机理做了大量的研究,比较统一的看法是: A.氧被银表现吸附的形态
初始时,在各种不同温度下氧被高速度吸附,此时活化能很低,约为3千卡/克分子,这个过程发生在四个邻近的清洁的银原子上氧分子的解离吸附(非活化解离吸附)。
O2+4Ag(邻近)→2O2-(吸附)+4Ag+(邻近) (a)
如果银表面有四分之一被氯遮盖时,则上述过程被完全吸附。
第二种过程是表面缺乏四个邻近的清洁银原子时,则发生氧分子的非离解吸附,此时氧
分子一个电子,这个过程的活化能约为千卡/克分子。
O2 + Ag → O2-(吸附) + Ag+ (b)
第三种过程是在较高温下发生的,此时活化能最高,约为千卡/克分子,这个过程要求非邻近的银原子迁移,形成邻近银原子的吸附点,从而发生氧分子的解离吸附(活化的解离吸附)
O2+4Ag(非邻近)→2O2-(吸附)+4Ag+(邻近) (c)
这个过程是随温度的降低而被减弱。
B.乙烯与吸附氧之间的相互作用
乙烯与被吸附的分子氧作用生成环氧乙烷,而与离解的原子氧作用生成二氧化碳和水。
C.乙烯选择性氧化为环氧乙烷的机理。
氯有较高吸附热,它能优先地迅速占领银表面的吸附点。
前面已讲到,当银表现有四分子一被氯遮盖时,氧分子非活化解离吸附〔式(a)几乎完全不会发生,由于氯表面迁移活化能比氧高,所以也能抑制氧分子活化的离解吸附〔式(c)〕。
因此可以看出,在原料气中一定计量的氯能提高选择性的实质,是银催化剂表面上氯能有效的抑制氧分子的解离吸附,这样在银表面上被吸附的原子氧浓度大为降低,被吸附的分子氧浓度大为增高,因此提高了乙烯直接氧化反应过程的选择性。
在适宜温度下,当银催化剂表面为氯最佳遮盖时,氧分子的非活化离解吸附将完全抑制,而氧分子的活化解离吸附与氧分子的非解离吸附相比可以忽略,这样乙烯便与吸附的分子氧进行选择性氧化。
O2 + CH2=CH2→ C2H4O + 0(吸附) (d)
生成的原子氧与乙烯发生深度氧化而成为二氧化碳和水。
6O(吸附) + CH2=CH2→ 2CO2 + 2H2O (e)
反应(e)是在反应(d)生成原子氧的前提下进行的。
因此,在稳定状态下,须将反应(d)和(e)结合起来统一考虑。
将反应(d)各项系数乘以6,再与反应(e)结合得到下式。
7CH2=CH2 + 6O2(吸附) → 6C2H4O + 2CO2 + 2H2O (f)
如果环氧乙烷在反应中不被氧化,即转化率等于零,反应(d)所生成的氧原子的复合(或脱吸)反应。
20(吸附) → O2 (g)
进行的速度很慢,那么按上述机理,乙烯直接氧化成环氧乙烷反应选择性的极限值是
6/7,即每7个乙烯分子参加反应,其中6个转变为环氧乙烷,而有一个发生燃烧反应生成二氧化碳和水。
事实上,前面谈到的几个假定条件是难实现的,所以一般反应的选择性都在80%以下。
二氧化碳吸收、脱除机理
本装置脱除氧化反应副产物二氧化碳,是采用碳酸盐溶液吸收二氧化碳来进行的,此反应不是单纯的溶解过程,在溶解过程中发生了化学吸收反应(在接触吸收塔C-201中进行)。
K2CO3 + CO2 + H2O → 2KHCO3(吸收)
此反应分五步进行:
H 20 → H + + OH -
(1)
K 2CO 3 → CO 32- + 2K + (2)
H + + CO 32- → HCO 3- (3)
K + + HCO 3- → KHCO 3 (4)
CO 2 + OH - → HCO 3- (5)
速度由第五步控制。
生成的KHCO 3 与蒸汽接触被再生,生成K 2CO 3 放出二氧化碳(在再生塔C-202中进行) 2KHCO 3 → K 2CO 3 + H 2O + CO 2(解吸)
环氧乙烷无催化水合的反应机理
MEG 无催化水合反应
EO 氧化生成的产物环氧乙烷(EOE ),回收后经无催化水合反应生成乙二醇(MEG )并有副产物二乙二醇(DEG ),三乙二醇(TEG )生成。
)(42242MEG OH H HOC O H O H C −→−+ + KJ/mol
)(424242DEG OH H OC H HOC MEG O H C −→−+ + KJ/mol
)(42424242TEG OH H OC H OC H HOC DEG O H C −→−+ + KJ/mol
此外,环氧乙烷在高温下(200℃)有可能异构化成乙醛,因为乙醛容易氧化生成醋酸而腐蚀设备,所以应避免这种反应,其反应如下:
在反应中如有碱金属或碱土金属存在时,将催化这一反应。
乙烯膜回收原理
有机蒸汽膜法回收系统主要采用“反向”选择性高分子复合膜。
在一定的渗透推动力作用下,根据不同气体分子在膜中的溶解扩散性能的差异,可凝性有机蒸汽(如乙烯、丙烯、重烃等)与惰性气体(如氢气、氮气、甲烷等)相比,被优先吸附渗透,从而达到分离的目的。
A :反应器出口循环气 C :尾气,去原放空系统
B :富乙烯气体,去尾气回收压缩 膜。