TOP33【毕业设计】毕业论文_5万吨年环氧乙烷固定床设计_本科毕业设计论文.doc文档免费在线阅读

这部分主要是反应器的工艺参数优化。

设计生产能力吨年生产过程安全系数年操作时间小时本设计采用两台反应器并联进行反应。

已知每小时输入的原料气量总为以银为催化剂，颗粒为球形空隙率反应温度为，操作压力为，空速为反应器列管规格为反应热用油撤走，导出液进口温度，导出液出口温度原料气进口温度为，氧化气出口温度为。

催化剂的用量催化剂总体积是决定反应器主要尺寸的基本依据，其计算公式如下所示烷提存净化的难度。

与双键进行加成反应环氧乙烷和以下些含双键的化合物可进行加成反应生成环状化合物，例如等。

与格利雅试剂反应环氧乙烷与格利雅试剂反应环氧乙烷在三氧化二铝磷酸磷酸盐等催化剂存在下可异构化为乙醛。

在定的条件下银催化剂也有此功能，这是乙烯氧化制环氧乙烷过程的副反应之，要极力避免，因为醛的存在增加了环氧乙氧化还原反应在钠汞齐及催化剂存在下环氧乙烷加氢还原生成乙醇，此反应没有工业意义。

环氧乙烷在铂黑等催化剂存下可以有控制地氧化成羟基乙酸，最终则被氧化成二氧化碳及水。

异构化反的摩尔比例来调节，氨过量有利于乙醇胺的生成。

与酸反应环氧乙烷可与有机酸无机酸反应生成相应的酯。

环氧乙烷与硝酸反应最为重要，生成的乙二醇二硝酸酯是能在低温下引爆的炸药。

④与氨反应环氧乙烷可以与氨反应生成乙醇胺二乙醇胺和三乙醇胺，这是工业上制造乙醇胺的方法。

该反应般是在高压较低温度和液相下进行的，三种产品的比例可通过氨与环氧乙烷环氧乙烷在乙二醇生产中生成部分二甘醇，三甘醇就是环氧乙烷进步与乙二醇反应的产物。

如果进步反应可以生成分子量更大的化合物。

与苯酚反应环氧乙烷与苯酚反应生成苯氧基乙醇。

。

反应过程不采用催化剂。

生成的乙二醇可以与环氧乙烷继续作用生成二甘醇三甘醇及多甘醇。

与醇类反应环氧乙烷与醇反应生成醚，其反应的最终产品是至少含个羟基的醚。

成反应，生产含的化合物其中为卤素，为烷基或芳基。

与水反应环氧乙烷与水反应生成乙二醇，这是工业上生产乙二醇的方法。

该反应为放热反应，热效应为氧乙烷的分解反应还可以被引发，且在定条件下会在气相中传播，直到瞬时产生爆炸。

加成反应环氧乙烷与含有活泼氢原子的化合物，如等进行加烈，甚至产生爆炸。

许多反应产物是重要的有机化工及精细化工产品。

分解反应气体环氧乙烷在约时开始分解，主要生成以及等。

分解反应的第步是环氧乙烷异构成乙醛。

环的液体。

易溶于水醚和醇等有机溶剂。

主要物理性质如表。

化学性质环氧乙烷的化学性质非常活泼，能与很多化合物进行反应，其反应主要是环氧乙烷开环与其它化合物进行加成反应，放出大量反应热，有的反应进行得非常剧着火点，自燃点，表面张力，热导率，粘度粘度常温下环氧乙烷为无色具有甜醚味的气体。

在较低的温度下环氧乙烷成为无色透明易流动生成热蒸汽，生成热液体，熔解热，聚合热，汽化热比热容，续表参数名称数值气相分解热，性质参数名称数值沸点，熔点，临界温度，临界压力，临界密度，折射率，空气中爆炸极限，体积下限空气中爆炸极限，体积上限燃烧热定。

在此基础上，查阅了大量资料，根据设计条件，通过物料衡算热量衡算反应器的选型及尺寸的确定，计算压降催化剂的用量等，设计出符合设计要求的反应器。

文献综述环氧乙烷的性质物理性质表环氧乙烷的主要物理的环氧乙烷收率高于空气氧化法，乙烯单耗较低。

由于用纯氧作氧化剂，连续引入系统的惰性气体大为减少，未反应的乙烯基本上可完全循环使用。

本设计采用氧气直接氧化法，对原有的单元设备进行生产能力标定和技术经济评乙烷都是用乙烯直接氧化法生产的。

直接氧化法中，首先出现的是空气氧化法，而后氧气氧化法问世，二者并行近几十年来，许多厂家都采用氧气氧化法生产环氧乙烷，因为氧气氧化法不需要空气净化系统，并且氧气氧化法的乙烷都是用乙烯直接氧化法生产的。

直接氧化法中，首先出现的是空气氧化法，而后氧气氧化法问世，二者并行近几十年来，许多厂家都采用氧气氧化法生产环氧乙烷，因为氧气氧化法不需要空气净化系统，并且氧气氧化法的环氧乙烷收率高于空气氧化法，乙烯单耗较低。

由于用纯氧作氧化剂，连续引入系统的惰性气体大为减少，未反应的乙烯基本上可完全循环使用。

本设计采用氧气直接氧化法，对原有的单元设备进行生产能力标定和技术经济评定。

在此基础上，查阅了大量资料，根据设计条件，通过物料衡算热量衡算反应器的选型及尺寸的确定，计算压降催化剂的用量等，设计出符合设计要求的反应器。

文献综述环氧乙烷的性质物理性质表环氧乙烷的主要物理性质参数名称数值沸点，熔点，临界温度，临界压力，临界密度，折射率，空气中爆炸极限，体积下限空气中爆炸极限，体积上限燃烧热生成热蒸汽，生成热液体，熔解热，聚合热，汽化热比热容，续表参数名称数值气相分解热，着火点，自燃点，表面张力，热导率，粘度粘度常温下环氧乙烷为无色具有甜醚味的气体。

在较低的温度下环氧乙烷成为无色透明易流动的液体。

易溶于水醚和醇等有机溶剂。

主要物理性质如表。

化学性质环氧乙烷的化学性质非常活泼，能与很多化合物进行反应，其反应主要是环氧乙烷开环与其它化合物进行加成反应，放出大量反应热，有的反应进行得非常剧烈，甚至产生爆炸。

许多反应产物是重要的有机化工及精细化工产品。

分解反应气体环氧乙烷在约时开始分解，主要生成以及等。

分解反应的第步是环氧乙烷异构成乙醛。

环氧乙烷的分解反应还可以被引发，且在定条件下会在气相中传播，直到瞬时产生爆炸。

加成反应环氧乙烷与含有活泼氢原子的化合物，如等进行加成反应，生产含的化合物其中为卤素，为烷基或芳基。

与水反应环氧乙烷与水反应生成乙二醇，这是工业上生产乙二醇的方法。

该反应为放热反应，热效应为。

反应过程不采用催化剂。

生成的乙二醇可以与环氧乙烷继续作用生成二甘醇三甘醇及多甘醇。

与醇类反应环氧乙烷与醇反应生成醚，其反应的最终产品是至少含个羟基的醚。

环氧乙烷在乙二醇生产中生成部分二甘醇，三甘醇就是环氧乙烷进步与乙二醇反应的产物。

如果进步反应可以生成分子量更大的化合物。

与苯酚反应环氧乙烷与苯酚反应生成苯氧基乙醇。

④与氨反应环氧乙烷可以与氨反应生成乙醇胺二乙醇胺和三乙醇胺，这是工业上制造乙醇胺的方法。

该反应般是在高压较低温度和液相下进行的，三种产品的比例可通过氨与环氧乙烷的摩尔比例来调节，氨过量有利于乙醇胺的生成。

与酸反应环氧乙烷可与有机酸无机酸反应生成相应的酯。

环氧乙烷与硝酸反应最为重要，生成的乙二醇二硝酸酯是能在低温下引爆的炸药。

氧化还原反应在钠汞齐及催化剂存在下环氧乙烷加氢还原生成乙醇，此反应没有工业意义。

环氧乙烷在铂黑等催化剂存下可以有控制地氧化成羟基乙酸，最终则被氧化成二氧化碳及水。

异构化反应环氧乙烷在三氧化二铝磷酸磷酸盐等催化剂存在下可异构化为乙醛。

在定的条件下银催化剂也有此功能，这是乙烯氧化制环氧乙烷过程的副反应之，要极力避免，因为醛的存在增加了环氧乙烷提存净化的难度。

与双键进行加成反应环氧乙烷和以下些含双键的化合物可进行加成反应生成环状化合物，例如等。

与格利雅试剂反应环氧乙烷与格利雅试剂反应可生成比原来烷基多两个碳原子的醇，这是实验室制备加长碳链醇的种办法，羟基在链的端部。

齐聚反应环氧乙烷进行齐聚反应可生成冠醚，催化剂为含氟的路易斯酸。

反应在室温常压下进行。

与二甲醚反应在作用下环氧乙烷与二甲醚反应生成聚乙二醇二甲醚。

该反应在工业上用来生产低分子量的均聚物，其产品广泛用作溶剂。

环氧乙烷的生产方法目前，我国工业生产环氧乙烷的方法有氯醇法和乙烯氧化法两种，乙烯氧化法又分为乙烯空气氧化法及乙烯氧气氧化法。

氯醇法氯醇法环氧乙烷生产分两步进行氯气与水反应生成次氯酸，再与乙烯反应生成氯乙醇氯乙醇用石灰乳皂化生成环氧乙烷。

直接氧化法直接氧化法，分为空气法和氧气法两种。

这两种氧化方法均采用列管式固定床反应器。

反应器是关键性设备，与反应效果密切相关，其反应过程基本相同，都包括反应吸收汽提和蒸馏精制等工序。

空气氧化法此方法用空气为氧化剂，因此必须有空气净化装置，以防止空气中有害杂质带入反应器而影响催化剂的活性。

空气法的特点是有两台或多台反应器串联，即主反应器和副反应器，为使主反应器催化剂的活性保持在较高水平，通常以低转化率进行操作，保持在范围内。

氧气氧化法氧气法不需要空气净化系统，而需要空气分离装置或有其它氧源。

由于用纯氧作氧化剂，连续引入系统的惰性气体大为减少，未反应的乙烯基本上可完全循环使用。

从吸收塔顶出来的气体必须经过脱碳以除去二氧化碳，然后循环返回反应器，不然二氧化碳浓度超过，将严重影响催化剂的活性。

环氧乙烷的生产方法比较氯醇法生产工艺的严重缺点大致有消耗氯气，排放大量污水，造成严重污染乙烯次氯酸化生产氯乙醇时，同时副产二氧化碳等副产物，在氯乙醇皂化时生产的环氧乙烷可异构化为乙醛，造成环氧乙烷损失，乙烯单耗高氯醇法生产的环氧乙烷，醛的含量很高，约为，最低亦有。

氯醇法生产环氧乙烷，由于装置小产量少质量差消耗高，因而成本也高，与大装置氧化法生产的高质量产品相比失去了市场竞争能力。

采用氯醇法生产环氧乙烷的小型石油化工厂正在受到热计算式表各组分的定压比热系数值组分原料气温度为，氧化气温度为在此条件下各组分的值如表，所示表原料气各组分的值原料气组分表氧化气各组分的值组分氧化气由可查得真实气体与理想气体的比热之间关系的计算式而和与的关系可在的图中查出。

原料气的温度为，压力为氧化气的温度为，压力为。

查表计算，各项计算结果如表所示。

比热的单位为表原料气中各组分定压比热的压力校正参数组分表氧化气中各组分定压比热的压力校正参数组分热量衡算原料气带入的热量原料气的