乙烯空气法制环氧乙烷.doc

课程设计（论文）任务书 设计题目： 乙烯空气法制环氧乙烷 学院： 专业： 班级： 学生： 指导教师： 系主任: （签名） 一、毕业设计（论文）的主要内容及基本要求： 1、根据设计题目，进行生产实际调研或查阅有关技术资料，选定合理的流程方案和设备类型，并进行简要论述。（字数不小于8000字） 2、设计说明书内容：封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述、参考资料等。 3、图纸要求：工艺流程图1张（图幅2号）；设备平面或立面布置图1张（图幅3号））。 二、进度安排： 教学内容 学时 地点 备注 查资料、说明书提纲、流程论证、工艺流程图 第一周 设计室 设备布置图、说明书整理、答辩。 第二周 设计室 三、指定参考文献与资料 《过程装备成套技术设计指南》（兼用本课程设计指导书）、《过程装备成套技术》、 《化工单元过程及设备课程设计》 摘要 乙烯和空气和循环气经预热后进入列管式固定床反应器，反应器内充填银催化剂，反应温度240到280℃，反应压力为1到2Mpa。反应后的气体用水吸收，从主环氧乙烷吸收塔塔顶出来的未被吸收的气体，一部分进入副反应器，而绝大部分循环到主反应器。从副反应顶部出来的气体经冷却后也用水吸收，从主环氧乙烷吸收塔和副环氧乙烷吸收塔塔底流出的环氧乙烷吸收液送入解析塔，塔顶流馏出物进入净化塔，从塔底除去水，净化塔塔顶流出物进入轻分组塔，从轻分组塔塔顶除去轻组分，塔底物经精馏塔精制后，从塔顶得到纯度为99%以上的环氧乙烷。 关键词：银催化 固定床反应器 解析 轻分组 目 录 摘要 Ⅰ 第1章 工艺流程论证 1 1.1生产原理 1 1.2环氧乙烷生产工艺流程简述 3 1.3环氧乙烷生产工艺流程简图 3 1.4乙烯环氧化催化剂和催化原理 3 第2章 物料衡算 9 2.1 计算依据 9 2.2 计算过程 9 第3章 典型设备选型 10 3.1 反应器 10 3.1.1二业反应器的类型和选择原则 10 3.1.2固定床气—固相催化反应器的设计 11 3.2 吸收塔 13 3.3 设备布置图 18 总结 19 参考文献 20 致谢 21 第一章 工艺流程论证 1.乙烯空气法制环氧乙烷的生产原理及生产方法 1.1 生产原理 主要反应：C2H4+1/2O2 C2H4O+146.54KJ，乙烯和空气和循环气经预热后进入列管式固定床反应器，反应器内充填银催化剂，反应温度240到280℃，反应压力为1到2Mpa 1.2 环氧乙烷生产工艺流程简述 空气氧化法的工艺流程空气经除尘、压缩后进入空气洗涤塔,在塔中部喷下浓度为10%～15%的氢氧化钠水溶液以除去空气中的硫化物和卤化物。经碱洗后的空气在塔上部用清水洗去夹带的碱沫,然后在混合器中与来自第一吸收塔顶来的循环气混合,再在另一个混合器中与原料乙烯混合,经循环压缩机压缩至2.3MPa左右,再经热交换器与反应气热交换后,温度升至230℃,然后进入第一反应器。入反应器的进料组成为:乙烯约4.3%(重),氧约6%(重),CO２约11%,氮约78%,其余为少量的乙烷和水。反应后的物料(反应气)为240～290℃,反应热通过列管外的水移走,空速7000 h-1,乙烯转化率约35%,选择性约68%,单程收率约24%。反应气经过换热降温后,进入第一吸收塔,在2.0MPa压力下用含乙二醇约7%的水吸收环氧乙烷。吸收塔釜液含环氧乙烷约1.6%。塔顶排出的气体含乙烯约3%(重量),氧约4%,其中90%作循环气与空气和原料乙烯混合后进第一反应器。余下的10%经补充空气后进入第二反应器。进气中乙烯含量约2.5%(重量),氧6%。第二反应器的结构与第一反应器相同,都是固定床列管式反应器,也用水移走反应热。为最大限度的利用乙烯,采用降低空速(3500 h-1)的办法,乙烯转化率约为60%,选择性约60%,即单程收率为36%,反应气经换热降温后进入第二吸收塔,用含乙二醇7%的水吸收环氧乙烷,塔釜液含环氧乙烷约1.25%,与第一吸收塔塔釜液合并。塔顶排出的气体含乙烯约1%(重量),经预热后与空气混合,用铂-钯不锈钢作催化剂进行催化燃烧(图中未画出),产生650℃,1.6～1.8MPa的气体,进入废气透平发电,废气经降温后放空。吸收液含有溶解的CO2(约0.13%)及少量乙烯,氧气和氮气等,送入环氧乙烷解吸槽减压解吸,释放出的气体中含有环氧乙烷,在尾气洗涤塔中用7%的乙二醇溶液吸收,未被吸收的气体放空。除去CO2等气体后的环氧乙烷进入精馏塔,塔釜为含7%乙二醇的水溶液,经降温后用作第一、二吸收塔以及尾气洗涤塔的吸收液,多余者送乙二醇工段蒸发回收乙