年产10万吨环氧乙烷设计说明书.docxVIP

第一章 工艺设计基础 1.1设计任务 本项目的设计为10万吨的环氧乙烷。 1.2原辅材料性质及技术规格 本工艺流程所需要的原辅材料主要有C2H4，C2H6和O2。 （1）乙烯的性质及技术规格 性状：无色气体，略具烃类特有的臭味。 熔点（℃）：-169.4 沸点（℃）：-104 相对密度（水=1）：0.61（0℃） 相对蒸气密度（空气=1）：0.98 饱和蒸气压（kPa）：4083.40（0℃） 燃烧热（kJ/mol）：-1323.8 临界温度（℃）：9.6 临界压力（MPa）：5.07 闪点（℃）：-135 引燃温度（℃）：450 爆炸上限（%）：36.0 爆炸下限（%）：2.7 溶解性：不溶于水，微溶于乙醇，溶于乙醚、丙酮、苯。 临界密度（g·cm-3）：0.214 临界体积（cm3·mol-1）：131.1 临界压缩因子：0.2815 偏心因子：0.085 气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-1411.2 气相标准生产热(焓)( kJ·mol-1)：-52.5 气相标准熵(J·mol-1·K-1) ：219.25 气相标准生成自由能( kJ·mol-1)：68.5 气相标准热熔(J·mol-1·K-1)：42.90 乙烯 ≥99.9 wt% （2）乙烷的性质及技术规格 外观与性状: 无色无臭气体。 熔点(℃): -183.3 沸点(℃): -88.6 相对密度(水=1): 0.45 相对蒸气密度(空气=1): 1.04 饱和蒸气压(kPa): 53.32(-99.7℃) 燃烧热(kJ/mol): 1558.3 临界温度(℃): 32.2 临界压力(MPa): 4.87 闪点(℃): -50 引燃温度(℃): 472 爆炸上限%(V/V): 16.0 爆炸下限%(V/V): 3.0 溶解性: 不溶于水，微溶于乙醇、丙酮，溶于苯，与四氯化碳互溶 乙烷含量≥99.5% （3）氧气——氧化剂 状态：气体 压力：1MPa 温度：常温 （4）氮气——致稳气 状态：气体 压力：1MPa 温度：常温 1.3产品的性质及技术规格 环氧乙烷（EO）为一种最简单的环醚，属于杂环类化合物，是重要的石化产品。环氧乙烷在低温下为无色透明液体，在常温下为无色带有醚刺激性气味的气体，气体的蒸汽压高，30℃时可达141kPa，这种高蒸汽压决定了环氧乙烷熏蒸消毒时穿透力较强。 外观与性状：无色气体。 熔点(℃)：-112.2 相对密度（水=1）：0.8711 折射率：1.3614（4℃）　沸点(℃)：10.4 相对蒸气密度（空气=1）：1.52 饱和蒸气压(kPa)：145.91(20℃) 燃烧热(kJ/mol)：1262.8 临界温度(℃)：195.8 临界压力(MPa)：7.19 辛醇/水分配系数的对数值：-0.30 闪点(℃)：-17.8(O.C) 爆炸极限%(V/V)：3~80 引燃温度(℃)：429 自燃点(℃)：571 溶解性：与水可以任何比例混溶，能溶于醇、醚。 环氧乙烷的化学性质非常活泼，能与许多化合物发生开环加成反应。环氧乙烷能还原硝酸银。受热后易聚合，在有金属盐类或氧的存在下能分解。 本项目得到的环氧乙烷的质量分数大于99.9%。 1.4危险性物料的主要物性 乙烯的危险性：爆炸、火灾、腐蚀物料和中毒等危险性。 乙烷的危险性: 易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。 环氧乙烷危险性：其蒸气能与空气形成范围广阔的爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。若遇高热可发生剧烈分解，引起容器破裂或爆炸事故。接触碱金属、氢氧化物或高活性催化剂如铁、锡和铝的无水氯化物及铁和铝的氧化物可大量放热，并可能引起爆炸。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。 1.5原辅材料的消耗定额 表1 原辅材料的消耗量 材料 消耗量（kg/h） 乙烯 9010.50 乙烷 137.22 氧气 8806.07 氮气 1255.0 第二章 工艺说明 2.1生产方法，工艺技术及工艺特点 2.2工艺技术路线的确定 目前，环氧乙烷的工业生产办法有良好总，即氯醇法和直接氧化法。后者根据氧化剂的不同，又分为空气氧化法（空气为氧化剂）和氧气氧化法（氧气为氧化剂）。随着科学技术的进步，近些年来世界不少国家正在探索和研究一些新的环氧乙烷合成方法，但大都处于实验阶段。 （1）氯醇法 该法生产环氧乙烷存在着消耗大量氯，排放大量工业污水，设备腐蚀严重等缺点。氯醇法生产环氧乙烷包括两个基本反应:乙烯与次氯酸反应和氯乙醇脱氯化氢反应。 氯醇法特点:这种生产方法对原料乙烯纯度要求不高，对于石油经裂解气可不必分离，直接进行混合次氯酸化，这样既省掉分离装置，又可同时制得环氧乙烷和环氧丙烷，再加上生产流程