环氧乙烷精制单元生产优化
关于环氧乙烷生产工艺的探讨
158区域治理PRACTICE作者简介:丁 虎,生于1986年,专科,助理工程师,研究方向为环氧乙烷生产与精制。
关于环氧乙烷生产工艺的探讨中海壳牌石油化工有限公司 丁虎摘要:随着我国现代化工行业的繁荣与稳定发展,环氧乙烷生产工艺在一代代的创新优化中逐渐趋向于低碳清洁、高效节能发展,大幅度提升了能源的生产效率。
但结合现阶段环氧乙烷生产工艺流程来说,其仍旧具备较大的优化空间。
基于此,本文将简要介绍环氧乙烷生产工艺的关键区域,并重点阐述工艺的优化路径,希望对化工领域的持续繁荣具有推动作用。
关键词:环氧乙烷;生产工艺;反应器;反应气中图分类号:O633.11文献标识码:A文章编号:2096-4595(2020)49-0158-0002近几年来,绝大多数化工企业通过直接氧化乙烯的方式生产环氧乙烷,工艺流程相对较为复杂,且原料成本相对较高,甚至在生产工艺流程中可能会出现原料和能源被浪费的情况。
整体而言,当前应用于化工领域的环氧乙烷生产工艺具备明显的可优化区域,为全面保证环氧乙烷的生产质量和效率,相关工作人员必须充分把握该工艺的生产特征,对其展开定向研究。
一、环氧乙烷生产工艺的关键区域(一)可优化范围随着现代工艺和设备创新研发水平的不断提升,环氧乙烷的生产工艺也在大量的实践中得到升级,但不可否认,其还具备可观的可优化范围,并分别集中在乙烯氧化工段、二氧化碳吸收解析工段、循环氧化阶段,需要相关领域研究人员以及生产人员予以高度关注。
这几年来,低碳节能成为化工企业发展的核心命题,能源消耗节约方法逐渐完善,能源供给层面的优化设计应该也被列入考虑范畴。
具体来说,在环氧乙烷生产工艺流程中,人员可以尝试研究化工生产单元分布,从而对工艺生产的各个环节进行优化,保证生产工艺良好的衔接度。
与此同时,相关行业人员应充分重视环氧乙烷原材料的高效利用,只有实现能源节约,环氧乙烷生产才能创造更高的价值。
(二)化工成本结合现阶段环氧乙烷化工工艺流程来看,由热量守恒问题而消耗了化工成本不容小觑。
基于数据分析优化精制塔的操作对环氧乙烷产量的影响
基于数据分析优化精制塔的操作对环氧乙烷产量的影响摘要本文介绍在不增加硬件设备的情况下通过环氧乙烷精制塔优化操作,采取提高环氧乙烷汽提塔塔顶环氧乙烷浓度,降低环氧乙烷精制塔的回流比,来增产环氧乙烷产品的产量。
关键词环氧乙烷;回流比;温度;流量;浓度环氧乙烷是乙烯工业衍生物一种重要的有机化工原料,随着表面活性剂和聚酯行业的迅猛发展,对环氧乙烷产品用量需求大幅提高,提高环氧乙烷产量迫在眉睫。
本套环氧乙烷装置采用乙烯和氧气在银催化剂作用下在氧化反应器压力1.72MPa和反应温度214℃直接氧化生成环氧乙烷,在循环气压缩机推动下进入吸收塔再通过水作为吸收剂进行吸收气相环氧乙烷,未被吸收下来的气相环氧乙烷氧化反应器就生成副反应二氧化碳和水,就损失浪费了,液相环氧乙烷在通过汽提塔把环氧乙烷汽提出来,再去精制塔,精制出合格的环氧乙烷产品,并联产出乙二醇和二乙二醇产品。
1 优化环氧乙烷精制塔的操作提高环氧乙烷产量1.1 环氧乙烷精制塔工艺操作参数的分析环氧乙烷精制塔环氧乙烷产品采出原设计 4.75t/h,要想提高环氧乙烷的产量,还要保证环氧乙烷产品的合格,对环氧乙烷精制塔的工艺操作参数的改变是首要的,精制塔工艺操作参数原始设计见下表(表1):1.2 改变环氧乙烷精制塔操作参数的方法首先把环氧乙烷汽提塔塔的顶温由原来的103℃降到100.1℃,这样提高精制塔进料的环氧乙烷浓度,塔的操作压力降到190KPA,有利于塔的汽提,塔釜温度提高到59.8℃,塔顶温度也提高到42℃,加大精制塔顶冷却器冷却水量和深冷水的流量,降低回流罐溫度到18℃,采取以上处理措施主要为了把精制塔的塔的回流比大幅度降低,降到1∶4.2,把脱氢组分塔塔釜温度提到37.5℃,降低进料环氧乙烷中的二氧化碳含量,保证环氧乙烷产品的质量。
以下(表2)是调整后操作参数和原设计操作参数的对比:通过表二的对比,把环氧乙烷精制塔的操作参数的改变,这样可以提高环氧乙烷的产量,从每小时4.75吨提高到每小时6.6吨,每小时多采1.85吨,见下图。
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。
环氧乙烷生产工艺
环氧乙烷生产工艺环氧乙烷(Ethylene Oxide,简称EO)是一种重要的有机化工原料,广泛应用于合成各种化学品和制备各类材料。
本文将从环氧乙烷的生产工艺及应用领域等方面进行详细介绍。
一、环氧乙烷的生产工艺环氧乙烷的主要生产工艺是乙烯直接氧化法。
具体步骤如下:1. 原料准备:将纯度较高的乙烯气体与过量的空气混合,调整混合比例,使其达到适宜的反应条件。
2. 反应器:将混合气体输入到反应器中,反应器内壁涂覆有特殊的催化剂。
催化剂通常为银、铝、钾等金属的复合物,具有较高的催化活性。
3. 反应:在反应器内,乙烯与空气中的氧气发生部分氧化反应,生成环氧乙烷。
反应过程中,需要控制反应温度、压力和空气流量等参数,以提高产率和产品纯度。
4. 分离:将反应产物经过冷凝、压缩、吸附等工艺步骤进行分离纯化,得到高纯度的环氧乙烷。
二、环氧乙烷的应用领域环氧乙烷是一种重要的有机合成原料,在化工领域有广泛的应用。
主要应用领域如下:1. 化学品合成:环氧乙烷可用于合成乙二醇、乙醇胺、聚醚等化学品,这些化学品广泛应用于涂料、塑料、纤维、橡胶等领域。
2. 医药领域:环氧乙烷是一种重要的消毒杀菌剂,常用于医疗器械、药品包装等领域。
它具有广谱杀菌作用,能有效灭活细菌、病毒和真菌等。
3. 农药制造:环氧乙烷可作为农药制造中的中间体,用于合成杀虫剂、除草剂等农药产品。
4. 纺织品加工:环氧乙烷可用于纺织品的整理和防缩处理,提高纺织品的柔软性和抗皱性。
5. 焊接消防:环氧乙烷是一种常用的焊接消防剂,可用于防止金属焊接时的氧化和烧损。
三、环氧乙烷的安全性与环境影响环氧乙烷具有较高的蒸气压和易燃性,属于危险化学品,需要严格控制使用与储存条件。
在使用环氧乙烷时,应采取必要的安全措施,如佩戴防护装备、保持通风等。
此外,环氧乙烷还具有一定的毒性,对人体和环境具有一定的危害性。
因此,在生产、使用和处理环氧乙烷时,要遵循相关的安全规范和环保要求,减少对环境和人体的危害。
乙烯制环氧乙烷工艺流程设计与过程优化
乙烯制环氧乙烷工艺流程设计与过程优化乙烯制环氧乙烷是一项重要的化工工艺,广泛应用于塑料、涂料、合成树脂等领域。
本文将探讨乙烯制环氧乙烷的工艺流程设计以及过程优化的相关问题。
一、工艺流程设计乙烯制环氧乙烷的工艺流程设计需要考虑以下几个关键环节:乙烯氧化、环氧化、分离与回收。
1. 乙烯氧化乙烯氧化是将乙烯与空气在催化剂的作用下进行反应,生成环氧乙烷的关键步骤。
在乙烯氧化过程中,催化剂的选择、反应温度和压力的控制以及反应器的设计是影响产品质量和产量的重要因素。
2. 环氧化乙烯氧化后得到的乙烯与过氧化氢在环氧化反应器中进行反应,生成环氧乙烷。
在环氧化过程中,要注意控制反应温度、压力和反应时间,以提高环氧乙烷的产率和纯度。
3. 分离与回收在环氧乙烷生产过程中,需要进行分离和回收环氧乙烷。
分离过程主要包括冷却、减压、吸收、脱水等步骤,以达到环氧乙烷的纯度要求。
回收环氧乙烷则需要考虑能源利用和环境保护等因素。
二、过程优化为了提高乙烯制环氧乙烷的工艺效率和产品质量,可以从以下几个方面进行过程优化。
1. 催化剂的选择与优化催化剂是乙烯制环氧乙烷工艺中的关键因素,不同的催化剂对反应速率和选择性有着不同的影响。
通过对催化剂的选择和优化,可以提高反应速率、降低副产物生成,从而提高乙烯转化率和环氧乙烷产率。
2. 温度和压力的控制温度和压力是乙烯制环氧乙烷过程中的重要操作变量。
合理选择和控制温度和压力,可以提高反应的选择性和产率。
同时,还需要注意温度和压力对设备和催化剂寿命的影响,以避免设备损坏和催化剂失活。
3. 反应器的设计与改进反应器的设计对乙烯制环氧乙烷的工艺效果有着重要的影响。
通过对反应器结构和工艺参数的优化,可以改善传热和传质效果,提高反应效率和产品质量。
4. 废气处理与能源利用乙烯制环氧乙烷过程中产生的废气中含有大量的有机物和气体,对环境造成潜在的污染。
合理设计和选择废气处理装置,可以降低废气排放对环境的影响。
环氧乙烷工艺概述分析解析
环氧乙烷工艺概述分析解析环氧乙烷是一种重要的有机化工原料,广泛应用于合成树脂、表面活性剂、抗菌剂等领域。
环氧乙烷的工艺过程可以分为以下几个步骤:乙烯氧化、环氧化反应、环氧乙烷分离和纯化。
1.乙烯氧化:乙烯和空气在催化剂的作用下进行氧化反应,生成乙醛。
该反应通常在高温和高压下进行,催化剂可以选择银催化剂。
乙烯氧化反应的化学方程式如下所示:2C2H4+O2->2C2H4O2.环氧化反应:乙醛与过氧化氢在催化剂的存在下进行环氧化反应,生成环氧乙烷。
环氧化反应通常在较低温度下进行,催化剂可以选择银催化剂。
环氧乙烷的生成方程式如下所示:C2H4O+H2O2->C2H4O2+H2OC2H4O2->C2H4O3.环氧乙烷分离:通过提取剂的选择,将环氧乙烷从反应混合物中分离出来。
常用的提取剂有水、丙酮、二甘醇等。
分离过程通常采用连续萃取列,经过多级萃取,使得环氧乙烷的浓度逐渐升高。
这一步骤中需要注意环氧乙烷的溶解度和挥发性,在操作过程中需要控制温度和压力。
4.纯化:环氧乙烷经过分离后仍然含有杂质,需要进行进一步的纯化。
纯化的方法包括蒸馏、吸附和萃取等。
其中,蒸馏是最常用的纯化方法,通常采用精馏塔进行大规模分离。
在蒸馏过程中,根据不同组分的沸点差异,逐渐分离得到纯净的环氧乙烷。
以上是对环氧乙烷工艺的经典的分析解析。
在实际生产过程中,还需要考虑工艺的经济性、安全性和环境影响等方面的因素。
同时,也需要进行工艺优化和改进,以提高产率、降低成本,并确保产品的质量和安全性。
乙烯制环氧乙烷
乙烯氧化制环氧乙烷过程的开发一.产品简介:环氧乙烷(EO)是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯和聚氯乙稀的重要有机化工产品。
全球约60%的环氧乙烷用于生产聚酯纤维、树脂以及防冻剂用单体乙二醇,13%的环氧乙烷用于生产其他多元醇和生产洗涤剂乙氧基化合物、乙醇胺、乙二醇醚、熏蒸剂和药物的消毒剂等。
目前,环氧乙烷的生产均采用氧气直接氧化法。
二.生产方法1. 生产技术现状早期环氧乙烷生产采用氯醇法工艺。
1922年UCC(联碳公司)建成首套工业装置;之后根据法国Lefort的研究结果,UCC在1938年又建成了首套空气法工业装置。
1958年Shell(壳牌公司)建成首套氧气法工业装置。
氯醇法存在三废污染问题,因此目前国内外环氧乙烷生产几乎全部采用乙烯直接氧化法技术,而且大部分厂商以氧气作氧化剂,大规模的工业装置采用氧气法可节省设备投资费用。
全球环氧乙烷专利技术大部分仍为英荷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,其中Shell只提供氧气法技术,SD提供空气法和氧气法,UCC虽也具有氧气法和空气法技术,但只供自己生产厂使用。
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。
2.生产方法比较A.氯醇法制环氧乙烷氯醇法制环氧乙烷原理:两步环氧化,一次产物用脱氧化生成EO。
氯醇法生产环氧乙烷的过程中,不经分离的中间产物氯乙醇与石灰水工热生成环氧乙烷:氯醇法被淘汰的原因:1.氯气消耗太高2.盐的生成量大3.生成副产物B.直接氧化法制环氧乙烷直接氧化法制环氧乙烷原理:乙烯与空气或氧在载体Ag催化剂上发生气相反应。
环氧乙烷生产工艺流程
环氧乙烷生产工艺流程
环氧乙烷是一种重要的有机合成原料,广泛应用于化工、医药、农药等领域。
下面将介绍环氧乙烷的生产工艺流程。
1. 原料准备:环氧乙烷的主要原料是乙烯和过氧化氢。
乙烯是一种无色气体,由石油炼制过程中产生,过氧化氢可以通过氢氧化叠加法、电解法等方法制备。
2. 催化剂制备:环氧乙烷的生产需要催化剂的存在,常用的催化剂有氯化银、碳酸银等。
催化剂的制备一般是将银化合物与某种载体混合,并在适当的条件下加热。
3. 反应装置:环氧乙烷的生产采用容器式反应装置。
装置由反应釜、加热系统、冷却系统、搅拌器等组成。
4. 反应步骤:首先将乙烯、过氧化氢和催化剂加入反应釜中,然后对釜内的混合物进行搅拌,加热至一定温度。
在反应过程中,乙烯与过氧化氢在催化剂的存在下发生氧化反应,生成环氧乙烷。
反应完成后,停止供料,冷却反应釜。
5. 分离纯化:在冷却后,分离出产物中的环氧乙烷。
由于环氧乙烷与乙烯与过氧化氢之间的化学性质的不同,通过控制温度和压力的变化,可以使环氧乙烷从体系中分离出来。
6. 产品收集:从分离纯化过程中获得的环氧乙烷收集到储罐中,同时对催化剂进行回收和处理。
7. 产品质量检测:通过物理和化学的方法对环氧乙烷进行质量检测,确保产品符合相关标准。
以上是环氧乙烷生产工艺流程的简单介绍。
当然,实际的生产工艺流程还会受到许多因素的影响,如原料质量、反应条件的控制等。
随着科学技术的不断进步,环氧乙烷的生产工艺也在不断改进和优化,以提高产能和产品质量。
环氧乙烷/乙二醇装置挖潜扩能改造的方案及优化
1%的设计余量 , 0 可通过添加活性组分来提高 c 2 o 吸收效果( 该技术成熟可靠) 以满足扩能需要。 ,
2 4 o 吸收 、 吸 单元改 造 . E 解
1 瓶 颈 的确定
根据 20 年对 E 00 O精制单元和 E G单元进行
E 反应和回收单元 , G 在不生产 E O产品时则直接 进入 E G反应 和回收单元生产 E 。E G G产 品液经 脱水后进入 E G精制单元 , 分别分离提纯出单 乙二
作者简介 : 昶 (91 , , 黄 1 一)男 工程师 ,9 7 1 3年毕业 于西北大 9 学化工系化学 工程专业 , 长期从事环氧乙烷/ , Ez醇生产技术
23 二 氧化碳脱 除单 元改造 .
经计算 , 当催化剂运行 至末期 ( 即选择性 为 7 .%时 ) c 2生 成 量 与 原 设 计 相 比仅 增 加 85 ,0
46 , .% 因为有 1%的设 计余量 , c 2 0 故 0 脱除单元
无需 改 造 。如 装 置 改 造 后 , 0 C 2生 成 量 超 过 原
醇 ( G 、 乙二 醇 ( E 和三 乙二 醇 (E ) 产 ME )二 D G) TG等 品 。装 置原设 计有 两种 生产 工况 , 表 1 见 。 为配 合茂 名 100k a乙烯 改 扩建 物 料平 衡 0 t /
成 E 。E O O反应产品气经 E O吸收和解 吸单元 回
收E, 收 E O回 O后 的 循 环 气 少 量 进 入 二 氧 化 碳
吸收塔及腐蚀严重的 E O解吸塔 ; 在夏季气温高且
装置生产负荷高时能力卡边的溴化锂吸收式制冷 单元 、 及必须可全部消化增产的 3% E E而需大 0 O 幅提高生产能力的 E O精制单元。
环氧乙烷生产工艺
环氧乙烷生产工艺环氧乙烷(Ethylene Oxide,简称EO)是一种重要的化工原料,广泛用于生产各种化工产品,比如乙二醇、表面活性剂、橡胶、塑料等。
以下将介绍环氧乙烷的生产工艺。
环氧乙烷的生产主要分为直接氧化法和间接氧化法两种。
1. 直接氧化法:直接氧化法的主要原料是乙烯和氧气。
首先,将乙烯和过量的氧气混合,进入氧化反应器进行氧化反应。
反应器内通常要加入催化剂,常见的有银系和镍系催化剂。
氧化反应的温度一般在250-350摄氏度之间,压力在0.5-2.0兆帕之间。
反应生成的环氧乙烷在反应器内迅速冷却,并与未反应的气体通过冷凝器进行分离。
分离后的环氧乙烷通过减压塔进行浓缩,得到高纯度的环氧乙烷产品。
2. 间接氧化法:间接氧化法的主要原料是乙烯和氯乙烷。
首先,将乙烯和氯乙烷经过催化剂的作用,在高温下进行加氯反应生成氯化乙烷。
然后,在高温高压的条件下,将氯化乙烷与过量的氧气混合,进入氧化反应器进行氧化反应。
反应生成的环氧乙烷与未反应的气体通过冷凝器进行分离。
分离后的环氧乙烷通过减压塔进行浓缩,得到高纯度的环氧乙烷产品。
环氧乙烷的生产过程中需要注意的问题有:1. 安全性:环氧乙烷生产过程中,需要处理高压和易燃的气体,必须加强设备和操作的安全措施,防止事故的发生。
2. 节能环保:环氧乙烷的生产过程中需要消耗大量的能源,要注意节约能源和减少排放。
同时,处理废气和废水也是一个重要的环节,要采取合适的处理措施,保护环境,减少污染。
3. 催化剂的选择和使用:催化剂对反应的效率和选择性有很大影响,需要根据具体的工艺条件和产品的要求选择合适的催化剂,并控制催化剂的使用量和寿命。
4. 工艺优化:通过改进反应器的结构和操作条件,优化原料的使用和废物的产生,提高产品质量和产能。
综上所述,环氧乙烷的生产工艺涉及到原料的选择和处理、反应的控制和优化、产品的分离和净化等多个环节,需要综合考虑技术、经济和环境等各个方面的因素。
随着技术的不断发展,环氧乙烷的生产工艺也在不断改进和创新,以满足市场的需求和环保的要求。
环氧乙烷工艺技术
环氧乙烷工艺技术环氧乙烷(Ethylene Oxide,简称EO)是一种重要的有机化工原料,广泛应用于制造各种化工产品和合成材料。
环氧乙烷工艺技术是指利用乙烯和氧气作为原料,通过一系列反应和分离工序生产环氧乙烷的过程。
本文将介绍环氧乙烷工艺技术的基本原理和主要步骤。
环氧乙烷的制备主要应用环氧乙烷法和直接氧化法两种技术路线。
其中,环氧乙烷法是主要工业化生产技术,其反应原理是乙烯与过氧化氢在催化剂的作用下发生反应生成环氧乙烷。
直接氧化法则是利用乙烯与氧气在高温下直接反应生成环氧乙烷。
而本文将以环氧乙烷法为例。
环氧乙烷工艺技术的主要步骤包括催化剂准备、原料预处理、反应器反应、产物分离、纯化和废气处理等环节。
首先是催化剂准备。
环氧乙烷制备的催化剂一般采用酸碱型催化剂,常见的有银催化剂、氯化银钴催化剂等。
催化剂的制备涉及多道工序,包括计量、混合、搅拌、干燥等操作。
接下来是原料预处理。
乙烯和过氧化氢是环氧乙烷制备的主要原料,在进入反应器之前需要进行预处理来净化原料。
乙烯通过玻璃纤维过滤器去除杂质和水分,然后经过脱乙烯器来除去乙烯多余的部分。
过氧化氢也需要经过脱氢器处理来去除水分和杂质。
反应器反应是整个工艺过程中最核心的部分。
原料进入反应器后,在酸碱型催化剂的作用下,乙烯和过氧化氢发生反应生成环氧乙烷。
反应器通常是采用连续流动系统,通过调节反应器的温度、压力和原料进料速率等参数来控制反应的进行。
产物分离是指将反应器中生成的环氧乙烷和未反应的乙烯、过氧化氢等物质进行分离。
通常采用的方法包括凝结、吸附、蒸馏等。
其中,凝结是通过降低温度来使环氧乙烷和其他气体凝结成液体,然后通过分离器将液体环氧乙烷和非反应物进行分离。
纯化是指对产物进行进一步的提纯处理,以获得符合工业用途的环氧乙烷。
纯化方法主要包括溶剂萃取法、蒸馏法等。
这些方法可以去除环氧乙烷中的杂质和不纯物,提高产品的纯度和质量。
最后是废气处理。
环氧乙烷工艺中会产生大量的废气,其中含有环氧乙烷、乙烯和过氧化氢等有毒有害物质。
环氧乙烷生产—环氧乙烷生产工艺流程组织
设备腐蚀性大 废水量大 催化剂回收问题
鼓泡床反应器
非均相催化氧化
特点
(1) 非均相催化氧化过程和一般非均相催化反应相似,其反应过程也包 括扩散、吸附、表面反应、脱附和扩散五个步骤。
催化剂的活性表面 流体流动的特征 分子扩散速度
影响产品的生成速度 和放热及除热速率
液相均相催化氧化
共性 反应机理、催化剂、氧化促进剂
催化自氧
影响氧化反应过程的因素
化反应
个性 产品 乙酸
络合催化 个性 氧化反应 产品 乙醛
主副反应1及.杂机质理的(影醋响酸锰) 反应条件 2.温度和氧温气度分:压70的-7影5响
3.氧化气空时速间的:影3h响
反应器结4构.溶和剂材的质影(响传质\放热\腐蚀\安全)
一般都采用高线速以消除外扩散的影响因素和提高传热效率。
反应的选择性问题往往比均相氧化反应更为突出 平行副反应的竞争也比均相氧化反应复杂而较难控制
(2)非均相催化氧化过程的传热情况也比均相氧化过程复杂
催化剂颗粒内传热 催化剂颗粒间传热 催化剂颗粒和气体间传热 催化床层与管壁间传热
催化剂的载体导热性差
生产方法:氯醇法;应:乙烯+氧气→环氧乙烷
氧
②副反应:深度氧化生成醛、CO2等;异构化生成醛
乙
催化剂:银-碱金属-载体
烷
反应原理
热动力学:①热力学:放热反应,Kp较大
生
②动力学:反应速度较慢,使用催化剂
产
影响因素:①原料配比及纯度:对反应过程和产品质量影响
②催化剂组成及结构:原料转化率和产品收率
(四)乙烯氧化生产环氧乙烷的工艺流程
工艺流程
反应部分 环氧乙烷回收、精制部分
环氧乙烷生产工艺分析
环氧乙烷生产工艺分析4.1 环氧乙烷主要生产方法环氧乙烷的生产主要有氯醇法和乙烯直接氧化法,其中乙烯直接氧化法又包括空气法和氧气法。
由于氯醇法制备环氧乙烷存在污染严重、产品总收率较低且产品中含甲醛较高,在一定程度上限制了其用途,因此企业不常采用此种方法。
目前企业生产环氧乙烷采用较广泛的方法是乙烯直接氧化法。
4.1.1氯醇法氯醇法生产环氧乙烷,工业上分两步进行。
首先是氯气与水反应生成次氯酸,乙烯次氯酸化生成氯乙醇,然后氯乙醇皂化(皂化剂通常用氢氧化钙)生成环氧乙烷。
此方法优点是工艺流程简单,投资省,其缺点主要是消耗氯气,并产生大量污水,副产物较多,且产品中含甲醛较高,在一定程度上限制产品的用途。
4.1.2乙烯直接氧化法乙烯直接氧化法又分为空气直接氧化法和氧气直接氧化法。
空气直接氧化法是由Lefort在1931年发明的,他利用乙烯和氧在适当载体的银催化剂上作用制备出了环氧乙烷,并以此取得了空气直接氧化制得环氧乙烷的专利。
氧气直接氧化法是由Shell公司在1958年发明的,此方法直接以氧气作氧化剂,减少了反应系统中惰性气体的吸入量,可减少反应系统中反应器的台数,在一定程度上降低生产成本。
美国的Shell、Scientific Design(SD)、Dow化学和UCC公司,日本的触媒化学公司以及意大利的SNAM口Montedison公司都是乙烯直接氧化法制备环氧乙烷技术的拥有者。
1、反应机理乙烯直接氧化法所用的催化剂为银催化剂。
乙烯在银催化剂上气相氧化发生主反应C2H4+1/2O P -]. +106.9J/mol副反应C2H4+3OP 2CO2+2H2O+1323KJ/molC2H4 +1/2O2—CH3CHOC2H4+O2 —2CH2Of CH3CHO乙烯在银催化剂上氧化生成环氧乙烷,人们普遍接受的反应机理是:银对氧吸附,在银的表面产生两种吸附状态的氧(原子氧及分子氧)。
当氧在银表面发生解离吸附时生成原子态吸附氧,原子态吸附氧与乙烯发生深度氧化生成二氧化碳和水。
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-Al2O3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十多倍。
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)。
3、反应压力:加压对氧化反应的选择性无显著影响,但可提高反应器的生产能力且有利于环氧乙烷的回收,故采用加压氧化法,但压力高对设备的要求高费用增加催化剂易损坏。
环氧乙烷生产原理认知 环氧乙烷认识及生产路线选择
环氧乙烷生产方法
乙烯氧气法制环氧乙烷工艺流程图
小
结
环氧乙烷的性质及其应用 环氧乙烷的两种生产方法,目前氧
气直接氧化法是环氧乙烷生产装置 普遍采用的生产方法。
02
环氧乙烷应用
环氧乙烷应用
图3
图4
03
环氧乙烷生产方法
环氧乙烷生产方法
01
氯醇法
02
乙烯直接氧 化法
环理:
Cl2+H2O HClO HClO+CH2=CH2 CH2 Cl-CH2 OH(氯乙醇)
CH2 Cl-CH2 OH + Ca(OH)2 皂化
分馏、精制
C2H2O(粗)
环氧乙烷认识及 生产路线选择
目
CONTENTS
录
01 认识环氧乙烷 02 环氧乙烷应用 03 环氧乙烷生产方法
01
认识环氧乙烷
认识环氧乙烷
图1
分子式C2H2O,简称EO,最 简单的环醚,杂环类化合物
图2
图3
无色透明液体,醚刺激性气味的气体。 与水混溶,能溶于醇、醚及大多数有机溶剂。
爆炸极限:3%~100%。
空气法:需要有副反应器,二次吸收和汽提塔等,增加了设备投资。 氧气直接氧化法无论是在生产工艺、生产设备、产品收率、反应条件上都
具有明显的优越性,因此目前世界上的环氧乙烷生产装置普遍采用氧气直 接氧化法生产。
环氧乙烷生产方法
/view/b5845ef473fe910ef12d2af90242a8956aecaa32.html?fr=search-1-income11psrec1&fixfr=dk1wvV10lHBXEfDZvwfXcQ%3D%3D
环氧乙烷生产方法
环氧乙烷生产中的装置设计与工艺流程优化
环氧乙烷生产中的装置设计与工艺流程优化环氧乙烷是一种重要的有机化工原料,广泛应用于树脂、塑料、涂料等行业。
在环氧乙烷生产过程中,装置设计和工艺流程的优化显得尤为重要。
本文将从装置设计和工艺流程两个方面,探讨环氧乙烷生产中的优化方法。
一、装置设计环氧乙烷的生产过程中,装置设计直接影响到生产效率和产品质量。
合理的装置设计可以降低能耗、提高产量、减少废物排放。
以下是环氧乙烷生产中装置设计的优化方法:1. 反应器设计:选择合适的反应器类型、容积和材料,确保反应器的密封性和耐腐蚀性。
同时,采用高效的搅拌设备,以提高反应效率,并采取措施降低热损失,减少能耗。
2. 分离设备设计:合理选择分离设备,如蒸馏塔和萃取塔,以实现对环氧乙烷的分离和提纯。
考虑设备的效率和节能性,选择适当的操作参数和流程方案。
3. 安全装置设计:在设计环氧乙烷生产装置时,应充分考虑安全性。
设置适当的安全装置,如自动泄压装置、温度传感器等,及时发现并处理异常情况,确保操作人员和设备的安全。
二、工艺流程优化工艺流程优化是提高环氧乙烷生产效率和产品质量的关键。
通过改进工艺参数和流程控制,可以提高反应转化率、减少副反应产物生成和提高产品纯度。
以下是工艺流程优化的方法:1. 原料选择:合理选择原料,如乙烯和过氧化氢,在纯度和成本之间寻求平衡。
同时,控制原料的供应稳定性和纯度,以保证生产过程的稳定性和产品的质量。
2. 反应条件控制:通过调节反应温度、压力和催化剂用量等参数,达到最佳的反应条件。
保持反应温度和压力的稳定,减少副反应产物生成,提高环氧乙烷的产率和选择性。
3. 废物处理:合理处理生产过程中的废物,如副产物和废水。
采用合适的废物处理设备,如吸附装置和氧化装置,实现污染物的去除和资源的回收利用。
4. 控制系统优化:采用先进的控制系统,实现对生产过程的自动化控制和优化。
通过监测和调整关键参数,提高生产效率,减少能耗,提高产品的一致性和稳定性。
结语环氧乙烷生产中的装置设计和工艺流程优化是提高生产效率和产品质量的关键。
环氧乙烷的生产—应用生产原理确定工艺条件
工艺条件的确定
7、抑制剂
主要作用是抑制乙烯深度氧化生成二氧化碳和水等副反 应的发生,以提高反应选择性。这类抑制剂主要是有机卤 化物(二氯乙烷)等。 生产中抑制剂的加入方式也在不断改进,早期是加入到 催化剂中,目前工业过程均是将二氯乙烷以气相形式加入 到反应物料之中。
项目五 环氧乙烷的生产
石油化工产品生产技术
工艺条件的确定
5、原料气配比
原料气中乙烯和氧的浓度对反应速率有较大影响,二者的配比将直接影响生 产的安全和经济效益。 ①氧浓度过低,乙烯转化率低,反应后尾气中乙烯含量高,设备生产能力受影响。氧 浓度提高,X↑,г↑,设备生产能力提高,Q放↑, 不及时移出,就会造成 “飞温”。所以 生产中必须严格控制氧的适宜浓度。 ②乙烯浓度也有一个适宜值,因为乙烯浓度不仅和氧存在着比例关系,会影响反应 的转化率、生产能力及选择性,而且还存在着放空损失问题。
环氧乙烷生产原理
2、催化剂
③助催化剂 碱金属、碱土金属和稀土元素等具有助催化 剂作用,而且两种或两种以上的助催化剂具有协同作用,其效 果优于单一组分。添加助催化剂, 能够提高反应速率和环氧 乙烷的选择性, 而且可以使最佳反应温度下降,防止银晶粒烧 结失活,延长催化剂使用寿命。 ④抑制剂 在银催化剂中加入少量硒(Se)、碲(Te)、氯(Cl)、 溴(Br)等抑制CO2生成,提高EO选择性,但催化剂活性降 低。—工业上在原料气中添加这类物质也能起同样作用。
具有循环的乙烯环氧化过程,二氧化碳对环氧化反应有抑制作用,适当含量 有利于提高反应的选择性,且可提高氧的爆炸极限浓度,故在循环气中允许含有一 定量的二氧化碳,并控制其体积分数为7%左右。循环气中若含有环氧乙烷,则对催 化剂有钝化作用,使催化剂活性明显下降,故应严格限制循环气中环氧乙烷的含量。
EO工艺流程简述
EO工艺流程简述EO(环氧乙烷)工艺流程是一种用于工业生产的化学处理方法。
它是将乙烯气体(C2H4)通过高温和高压的条件下与氧气反应,生成环氧乙烷(C2H4O)。
1.原料准备:乙烯气体是EO工艺的主要原料,这种气体通常通过石油精制过程中的裂解装置产生。
其他原料还包括催化剂,用于调节反应速率和选择性。
2.反应器:EO反应器是整个工艺流程的核心部分。
乙烯气体和氧气被送入反应器,并且在高温(约300-350℃)和高压(约10-15MPa)的条件下进行反应。
在反应器中,乙烯气体发生氧化反应,生成环氧乙烷。
3.分离:反应后的混合物含有环氧乙烷、未反应的乙烯气体和一些杂质。
为了得到纯度较高的环氧乙烷,需要进行分离。
首先,通过冷凝使得反应物液化;然后,利用分馏塔进一步分离不同组分。
4.净化:从分离过程中得到的环氧乙烷仍然可能含有一些杂质,如乙烯、二氧化碳、水分等。
净化过程旨在去除这些杂质,提高环氧乙烷的纯度。
常用的净化方法包括减压蒸馏、吸附和洗涤等。
5.产品储存和包装:净化后的环氧乙烷被输送到储罐中进行储存。
在储存过程中,需要控制温度和压力,以确保产品的稳定性和安全性。
最后,环氧乙烷被装入合适的包装中,以便于运输和销售。
EO工艺流程具有许多优点,因此在许多工业领域得到了广泛的应用。
首先,EO工艺可以生产高纯度的环氧乙烷,可以用作润滑剂、溶剂和化学原料。
其次,EO工艺具有较高的产量和效率,可以实现连续生产,提高生产效率。
此外,EO工艺对环境的影响较小,不会产生大量的废物或污染物。
然而,EO工艺也存在一些挑战。
首先,高温和高压的条件需要耗费大量的能源和资源。
其次,EO反应是一个复杂的化学反应过程,需要控制多个参数,以确保反应的高选择性和产率。
此外,EO工艺涉及一些有毒和易燃的物质,需要严格的操作和安全措施。
综上所述,EO工艺流程是一种高效、灵活和环保的化学处理方法。
它可以生产高纯度的环氧乙烷,并广泛应用于各个领域。
年产8万吨环氧乙烷车间分离精制工段工艺设计-word格式-word格式
沈阳化工大学化工设计题目:环氧乙烷车间分离工段工艺设计院系:化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:化工优0701班学生姓名:李巧雯、李蕾、陈燕飞、崔书霞、周朝雪、全云云指导教师:刘东斌设计日期:2010年10月——2010年12月化工设计任务书1、设计任务:3.0-15.0万吨×××/年2、开工率:取8000小时计算3、符号说明:W:总质量流量Kg/hr。
G:总摩尔流率Kmol/hr。
w:组分重量流率Kg/hr。
g:组分摩尔流率Kmol/hr。
下标m:干基。
4、供电、供水、供惰性气体、供气、机修等公用工程由总厂安排、配套提供。
5、去其他条件由设计者根据确立的设计方案确定。
年产8万吨环氧乙烷车间分离精制工段工艺设计近期,环氧乙烷精深加工产业受到了资本市场的热烈追捧。
国内该行业的龙头企业辽宁奥克化学股份有限公司在5月11完成的股票发行中,合计募集资金22.93亿元,超募金额高达17.5亿元,成为了精细化工企业在资本市场上一颗耀眼的明星,也更加凸显出环氧乙烷精深加工产业的无穷魅力和广阔前景。
环氧乙烷是一种非常重要的精细化工原料,能够衍生出乙二醇、非离子表面活性剂、乙醇胺、乙二醇醚等多种精细化工产品,进而可以延伸生产合成洗涤剂、乳化剂、抗冻剂、增塑剂、润滑剂、杀虫剂、熏蒸剂等四五千种产品,应用领域极其广泛。
环氧乙烷衍生精细化学品之一的聚醚单体,可用于生产高性能的混凝土减水剂。
环氧乙烷衍生的非离子表面活性剂和聚乙二醇等,在化妆品工业和制药工业中的应用非常广泛:在化妆品工业中,可以作为稠度调节剂,用于膏霜、牙膏和剃须膏等的生产;在制药工业中,可以作为软膏、洗剂和栓剂的基质。
与此同时,聚乙二醇还是太阳能光伏电池用晶硅切割液的主要原材料,在橡胶工业中则可以用作润滑剂和分散剂,在化纤工业中可以作为可染聚酯的聚合单体等,此外在塑料、造纸油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业也均可以“大显身手”。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
三
…
B 丝0 环氧 乙烷产 品冷 却器
T 二 坠0 G : 垒 , B T 二 盟0 县 = O G : ! 垒 m G : 丝 △ Z , -醇 进料 解吸 收塔 精 制塔进料泵 精制 塔釜液泵 精 制塔 精制 塔再沸器 精制塔 回流泵 精 制塔再沸器凝液泵
项 目运行 中的工艺运行优化 、 对运行存在 问题 的管线 改造和停 车清 洗置换方案 优化 情况 。通过 对该单 元 的持 续运行优 化 , 极 大提 高 了单元运行 的综合 效益 。
关键词 : 环氧 乙 烷; 优化操作 ; 改造 ; 清洗置换
中图分 类号 : TQ 2 2 3 . 2 6 文献标识码 : B 文章编号 : 1 0 0 8 — 0 5 1 1 ( 2 0 1 3 ) 0 4 ~ 0 0 5 1 — 0 4
收 稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 5 — 1 7 作 者简介 : 张宏庆 ( 1 9 8 O 一) , 男, 吉林市人 , 中国石油吉林 石 化公司乙二醇厂工程师 , 主要从事环氧乙烷 、 乙二醇生产。
・
2 ・
第2 1 替
2 单 元 运 行 优 化 前 存 在 的 问题
单 元处 理 。环氧 乙烷 精制 单元 流程 见 图 1 。
环氧 乙烷为易燃 、 易爆 的有毒液体 , 沸点1 。 . 7℃ , 闪点 一1 7 . 8℃ , 自燃 点 4 2 9℃ , 爆 炸 极 限 的体 积 分数为 3 ~l 。 0 。温 度 高 于 4 O℃ 时环 氧 乙烷 开始 聚合 。环氧 乙烷 与催 化剂 ( 如氯化 铝 、 铁 的氧
数据为 2 . 4 2 t / t , 定 额偏 高 。
2 . 2 排 醛量 调整 频 繁
板充 分 利 用 , 均起 到 交 换 分 离 作 用 , 保 证 产 品质
量, 降低 T - 4 1 0 塔操作蒸汽单耗 。
3 1 3 优化 E 4 1 1出入 口操 作 温差
乙二醇 装 置 4 0 0 环 氧 乙烷精 制单 元 , 为现 有 乙二 醇装 置基 础上 的新增 操作 单元 。在单 元投 产
化物、 氧化铝、 金属钾 、 酸、 碱) 接触 时能分 解 或 聚 合, 放 出大 量热 量 , 严 重 时能导 致爆 炸l _ 1 ] 。
1 . 2 4 0 0 单元流 程简 述
张宏庆 , 王鸿生。 , 梁宏伟 , 李晓光¨
( 1 . 中国石油吉林石化公 司 乙二醇厂 , 吉林 吉林 1 3 2 0 2 1 ; 2 . 中国石油吉林石化公司 , 吉林 吉林 1 3 2 0 2 2 ; 3 . 吉林医
药学院 , 吉林 吉林 1 3 2 0 1 3 )
摘
要: 介 绍 了吉林石化 乙二 醇厂 乙二醇装置增设环氧 乙烷精制单元项 目后 的优化 运行情 况, 包括
E - 4 1 1 ( 精 制塔 冷 凝 器 ) 的 作用 将 来 自塔 顶 部
的气 相 环氧 乙烷 冷 却 为 液 相 , 以做 为 精 馏 过 程 中
的回流 。如 E 一 4 1 1冷 量 过 大 , 气 相 环 氧 乙烷 经 冷
排醛 单元 运行 过 程 中为 保 证 产 品质 量 , 同 时
运行过程中, 陆续出现 了影响单元平稳 、 高效运行
的 问题 , 经 技 术 人 员持 续 研 究 , 加 以解 决 , 确 保 了 单 元 运行 的平 稳 、 高效 。
自5 0 0 单 元 质量 分 数约 为 1 O 的环 氧 乙烷
水溶 液 , 经 塔底 釜液 预热 后 送入 到 T一 4 1 0 ( 环氧 乙
1 物 料 性 质 及 单 元 流 程
1 . 1 物料 性 质
烷 精制 塔 ) 。环 氧 乙烷在塔 内被 提浓 、 脱水 、 脱醛 ,
质量分数为 9 9 . 9 9 的环氧 乙烷溶液做为合格产 品 由塔 上 部侧线 抽 出 。为 防止 单元 内含 醛指 标过
高, 设 有 脱 甲醛 、 乙醛 管 线 , 最 终 连续 排 放 至装 置 5 0 0 ( 乙二 醇反 应工 序 ) 、 6 0 0 ( 乙二 醇精 制 工 序 )
氮面藏 )
来自 精 制 塔 T 4 1 o 及 E o T 罐 一 是 区/
I 广 - _ J
P AD
来 G
A
川
I
J f
i 0
4 塔 回流 罐D
一
4热器
—
图1 环 氧 乙烷 精 制 单 元 流 程 图
生 产技. 朱
S C I E N C E & T E C H N O L 0 G Y 化 I N 工 科 C H 技 E , M 2 0 I C 1 3 A , L 2 1 I ( N 4 D ) : U 5 s 1 T  ̄ R 5 Y 4
环 氧 乙 烷 精 制 单 元 生 产 优 化
冷凝液爿 旦9 - 9 3 0 A / B 正常无流量
精制塔侧 再沸器
至 再吸 收塔 水 冷却 器E - 3 2 1 来 自再吸 收塔 釜 液泵 G - 3 2 0 A / B
.
冷 冻盐 水返 回 冷冻装 置
0 瘟
CW R
) 基 = 2 O 冷 冻盐 水来 自冷 冻装 置 至E o 罐 区 至 乙二 醇进 料解 吸塔T - 5 1 0
2 . 1 蒸汽 消 耗定 额 高
3 1 2 优化 T . 4 1 0塔 灵敏板 操 作温 差
在精 馏塔 内塔 板温 度 操 作 方 面 , 规 定 灵 敏板 温度 与塔 底温 度 相 差 约 1℃ , 可 确保 塔 内底 层 塔
环 氧 乙 烷 精 制 单 元 主 要 消 耗 公 用 工 程 为 1 . 0 MP a 高压蒸汽 , 单 元 产 品 的 蒸 汽 单 耗 直 接 决 定 了单 元 运行 的综 合 效 益 , 按 照初 步设 计 给定 的