年产5万吨环氧乙烷实用工艺设计

设计
摘要
本文是对年产5.5万吨环氧乙烷合成工段的工艺设计。

本设计依据环氧乙烷生产工段的工艺过程，在生产理论的根底上，制定合理可行的设计方案。

本文主要阐述了环氧乙烷在国民经济中的地位和作用、工业生产方法、生产原理、工艺流程。

对主要设备如：混合器、反响器、环氧乙烷吸收塔、二氧化碳吸收系统，等进展物料衡算，对环氧乙烷反响器设备进展热量衡算，并对环氧乙烷反响器进展详细的设备计算和校核，确定操作参数、设备类型和材质，使用CAD绘制相应的工艺流程图，最后得出设备参数。

关键词：环氧乙烷；工艺流程；反响器；物料衡算。

PROCESS DESIGN OF ETHYLENE OXIDE WITH ANNUAL OUTPUT OF 55,000 TONS
ABSTRACT
The process of ethylene oxide with annual output of 5,5000 tons was designed in this paper.Based on the actual production process and production theory reasonable design scheme was developed.
The status and role of ethylene oxide in the national economy was discussed in this paper. Furthermore, the produce methods, the principle of produce and process were also interpred. Material balance of the main equipments, such as: the mixer, the reactor, the absorb tower of epoxyethane, and the absorb system of carbon dioxide have been calculated. Calculation of energy balance for the epoxyethane reactor were also carried out. Equipment calculations and checking
of the reactor were carried on detail. The parameters, types and materials of the equipments were confirmed. Based upon, the high purity epoxyethane rectifier was draw using CAD. Finally, correspond measures for the production process were given.
KEY WORDS：epoxyethane；process；reactor；material balance。

目录
第1章引言3
§1.1 环氧乙烷在国民经济中的地位和作用3
§1.2 环氧乙烷在国民经济中的地位和作用4
§1.2.1 生产技术4
§1.2.2 技术开展动向4
§1.3 环氧乙烷的市场需求状况5
第2章工艺概述6
§2.1 环氧乙烷的性质6
§2.1.1 EO的物理性质6
§2.1.2 EO的化学性质6
§2.2 生产方法的评述与选择7
§2.2.1 氯醇法7
§2.2.2 直接氧化法7
§2.3 环氧乙烷的生产原理7
§2.3.1 氧化反响原理8
§2.3.2 二氧化碳脱除原理9
§2.4 设计方案简介9
§2.5 生产方法的评述与选择13
第3章物料衡算15
§3.1 物性数据15
§3.2 设计依据15
§3.3 循环系统的物料衡算16
§3.3.1 计算依据16
§3.3.2 混合器17
§3.3.3 反响器21
§3.3.4 环氧乙烷吸收塔22
§3.3.5 CO2的吸收系统25
第4章热量衡算26
§4.1 反响器的热量衡算26
第5章设备计算30
§5.1 反响器设备计算30
§5.2 确定氧化反响器的根本尺寸31
§5.3 床层压力降的计算31
§5.4 传热面积的核算32
§5.5 反响器塔径确实定33
参考文献35
致谢36
第1章引言
§1.1环氧乙烷在国民经济中的地位和作用
环氧乙烷(简称EO)，又称氧化乙烯，也称恶烷，是一种最简单的环醚，是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要有机化工产品，是最简单最重要的环氧化物，在国民经济开展中具有举足轻重的地位和作用。

从全球来看，环氧乙烷主要用作化学中间体，它主要消费于乙二醇，全球环氧乙烷产量的60%都转变为乙二醇，乙二醇可进一步加工成聚酯纤维和树脂。

有13%的环氧乙烷用于制造其它二醇类〔如聚乙二醇、二甘醇和三甘醇等〕。

环氧乙烷的第二大销量是用于洗涤剂的产品。

其它环氧乙烷的衍生产
品有乙醇胺、溶剂、乙二醇醚类等。

环氧乙烷也用作熏蒸消毒杀虫剂、杀菌剂以与医疗器械的消毒剂。

2003年全球环氧乙烷消费量为1593.4万吨。

1998—2003年年均消费增长率达到5.6%，预计2003—2008年和2008—2013年又分别以4.6%和3.4%速率递增，即到2008年和2013年全球环氧乙烷需求量将分别达到1995.2万吨和2358.2万吨。

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开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[1，2]。

§1.2环氧乙烷在国民经济中的地位和作用
§生产技术
1922年UCC(联碳公司)建成首套氯醇法工业装置。

1938年又建成了首套乙烯空气氧化法工业装置。

1958年Shell(壳牌公司)建成首套乙烯氧气氧化法工业装置。

目前，全球环氧乙烷专利技术大局部为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。

Shell、SD和UCC三家公司的乙烯氧化技术水平根本接近，但技术上各有特色。

例如在催化剂方面，尽管载体、物理性能和制备略有差异，但水平比拟接近，选择性均在80%以上；在工艺技术方面都有反响局部、脱CO2、环氧乙烷回收组成，但抑制剂选择、工艺流程上略有差异。

目前国内环氧乙烷生产厂家均采用乙烯氧气氧化法生产技术，根本为引进技术。

§1.2.2技术开展动向
近年来，世界上环氧乙烷催化剂、工艺技术等方面有了新的进展。

在催化剂方面，目前已形成高活性和高选择性两大系列工业化催化剂。

高活性催化剂系列产品为S860、S861、S862、S863，具有初始反响温度低(218℃—
225℃)、初始选择性高(81%—83%)、活性和选择性下降速率慢等特点，该系列催化剂已应用于国内外20多家采用Shell技术或其他专利技术的环氧乙烷生产装置中。

高选择性催化剂系列产品为S879、S882，催化剂初始选择性分别为85%和88%。

SD和UCC在新催化剂开发方面也取得许多进展，例如近期SD公司开发的固载银与含有碱金属、硫、氟和磷族元素(P，Bi，Sb)，固载银与含有碱金属、硫、氟和或锡，固载银与含有碱金属、硫、氟和镧系金属助剂的催化剂，突破了以铼和过渡金属作助剂制备环氧乙烷银催化剂的传统方法。

研制的催化剂在反响温度232℃—255℃时，催化剂的环氧乙烷选择性可达81.9%—84.6%。

UCC公司报道了一系列催化剂研制专利，包括含锂、钠、钾、铷、铯、钡中至少一种阳离子助剂，含硫化物、氟化物阴离子助剂和选自ⅢB—Ⅵmg/gmg/g，催化剂经21天运行试验后，环氧乙烷选择性可高达96.6%。

§1.3环氧乙烷的市场需求状况
我国最早以传统的乙醇为原料经氯醇法生产EO。

20世纪70年代我国开始引进以生产聚酯原料乙二醇为目的产物的环氧乙烷/乙二醇联产装置，我国EO生产与应用已走上快速开展道路，至今已经引进十余套EO生产装置。

2003年我国EO生产能力约为1200kt/a。

随着我国聚酯与外表活性剂等领域的迅猛开展，EO远不能满足市场需求，因此有多家企业计划建设规模化EO生产装置，可以预计未来几年我国EO的生产能力将呈现迅速增加的势头。

其中燕山石化于2004年将已有的70kt/a的生产能力扩大到250kt/a左右；某某扬巴一体化工程9套核心装置中含有一套240kt/a的EO装置，于2004年建成投产；中海壳牌石化某某已在南海建设一套300kt/a EO生产装置，2005年建成投产；某某石化已新建一套300kt/a EO生产装置，2005年建成投产；另外某某联化、独山子石化等企业均计划在未来几年内建设规模化的EO生产装置。

到2005年我国EO的生产能力将激增至2160kt/a，在未来两年内国内EO生产能力将翻一番，可见我国EO工业市场需求与开展前景之好。

第2章工艺概述
§2.1环氧乙烷的性质
§2.1.1E O的物理性质
环氧乙烷〔简称EO〕，英文名称epoxyethane，又被称为氧化乙烯，也称恶烷，分子式：C2H4℃℃kPa/20℃。

相对密度(水)=1：0.87，相对密度(空气)=1：1.52。

在常温下为无色气体，低温时为无色易流动液体，在空气中的爆炸限〔体积分数〕为 2.6%—100%，它易与水、醇、氨、胺、酚、卤化氢、酸与硫醇进展开环反响有乙醚的气味，其蒸气对眼和鼻粘膜有刺激性，有毒。

环氧乙烷易自聚，尤其当有铁、酸、碱、醛等杂质或高温下更是如此，自聚时放出大量热，甚至发生爆炸，因此存放环氧乙烷的贮槽必须清洁，并保持在0℃以下。

§2.1.2E O的化学性质
由于环氧乙烷具有含氧三元环结构，性质非常活泼，极易发生开环反响，在一定条件下，可与水、醇、氢卤酸、氨与氨的化合物等发生加成反响，其中与水发生水合反响生成乙二醇，是制备乙二醇的主要方法。

当用甲醇、乙醇、丁醇等低级醇与环氧乙烷作用时，分别生成乙二醇—甲醚、乙二醇—乙醚、乙二醇—丁醚。

它们兼具醇和醚的性质，是优良的溶剂，用途很广泛，可溶解纤维酯如硝酸纤维酯、工业上称为溶纤剂。

与氢卤酸作用，环氧乙烷与氢卤酸在室温或更低的温度下反响，生成卤醇，可用于定量分析环氧乙烷与环氧乙烷型化合物。

与氨反响可生成一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺。

环
氧乙烷本身还可开环聚合生成聚乙二醇。

§2.2生产方法的评述与选择
环氧乙烷的工业生产方法有氯醇法和乙烯直接氧化法。

§2.2.1氯醇法
氯醇法是早期的工业生产方法，分两步完成，首先由氯气和水反响生成次氯酸，次氯酸与乙烯反响生成氯乙醇，然后氯乙醇与氢氧化钙皂化生成环氧乙烷。

1922年UCC(联碳公司)建成首套氯醇法工业装置。

尽管氯醇法乙烯利用率高，但生产过程中消耗大量氯气，腐蚀设备，污染环境，产品纯度低，现已根本被淘汰。

§2.2.2直接氧化法
直接氧化法又可分为空气氧化法和氧气氧化法。

1931年法国催化剂公司的Lefort发现乙烯在银催化剂作用下可以直接氧化成环氧乙烷，经过进一步的研究与开发形成乙烯空气直接氧化法制环氧乙烷技术，1937年美国UCC公司首次采用此法建厂生产。

1958年Shell(壳牌公司)建成首套乙烯氧气氧化法工业装置，生产本钱低，产品纯度可达99.99%。

氧气氧化法与空气氧化法相比，工艺流程稍短，设备较少，建厂投资少；氧化反响中催化剂的选择性高，反响温度比空气法低，对催化剂寿命的延长和维持生产的平稳操作较为有利。

通常氧气氧化法的生产本钱比空气氧化法低10％左右。

由于氧气氧化法比空气氧化法有明显的优越性，因此目前世界上的环氧乙烷生产装置普遍采用氧气氧化法。

[3、4。

5]
本设计数据均参考乙烯直接氧化法。

综上所述，本设计采用乙烯直接氧化法。

§2.3环氧乙烷的生产原理
§2.3.1 氧化反响原理
乙烯氧化过程，按氧化程度可分为选择氧化〔局部氧化〕和深度氧化〔完全氧化〕两种情况，乙烯分子中碳碳双键C=C 具有突出的反响活性，在一定条件下可实现碳碳双键选择性氧化，生成环氧乙烷。

但在通常的氧化条件下，乙烯的分子骨架容易被破坏，而发生深度氧化生成二氧化碳和水。

为使乙烯氧化反响尽可能的约束在生成目的产物—环氧乙烷的方向上，目前工业上乙烯直接氧化生成EO 的最优催化剂均采用银催化剂。

在银催化剂作用下的反响方程式如下：
(1)
另外，乙烯直接氧化还有副产物生成，其中CO 2和水最多。

实验已证明这些副产物以两条不同的路线生成的。

首先，乙烯直接氧化生成CO 2和水并伴随着许多寿命极短的局部氧化中间产物：
C 2H 4+3O 2 2CO 2+2H 2kJ/mol (2)
这一反响用氯化物来加以抑制，该氯化物为催化剂抑制剂即1， 2—二氯乙烷〔EDC 〕，EO 自身有也一定的阻止进一步氧化的能力。

CHO CH O H C 32422
1→+ (3) O CH O H C 22422→+ (4)
在反响过程中如有碱金属或碱土金属存在时，将催化这一反响。

CO 2还由EO 氧化而得，这时它首先被异构为乙醛，然后很快被氧化为CO 2和H 2O 。

反响速度由EO 异构化控制。

CHO O CH O H C -→342 (5)
O H CO O CHO CH 2223222
5+→+ (6) 反响器副产物中除CO 2和H 2O 以外还有微量的乙醛和甲醛。

它们在精制单元中从EO 和EG 中别离掉，以上氧化反响均是放热反响。

[6~9]
§2.3.2二氧化碳脱除原理
本装置采用碳酸盐溶液吸收CO2，以脱除氧化反响的副产物CO2，此吸收为化学吸收：
K2CO3+ CO2+ H2O→2KHCO3kJ/mol(7) 应分五步进展：
H2O=H+ + OH-(8)
K2CO3=CO32- + 2K+ (9)
H+ + CO32-=HCO3- (10)
K+ + HCO3- =KHCO3(11)
CO2 + OH-=HCO3-(12)
速度由第五步控制，在接近大气压下，用蒸汽汽提富碳酸盐液，将CO2从系统中解析出来，排至大气：
KHCO3→K2CO3+CO2十H2O (13)
§2.4设计方案简介
环氧乙烷℃。

可以与水、醇、醚与大多数有机溶剂以任意比混合。

有毒，易自聚，尤其当有铁，酸，碱，醛等杂质或高温下更是如此，自聚时放出大量热，甚至发生爆炸，因此存放环氧乙烷的贮槽必须清洁，并保持在0℃以下。

环氧乙烷是以乙烯为原料产品中的第三大品种，仅次于聚乙烯和苯乙烯。

它的用途是制取生产聚酯树脂和聚酯纤维的单体、制备外表活性剂，此外还用于制备乙醇胺类、乙二醇醚类等。

[10]
一、反响过程分析：
工业上生产环氧乙烷最早采用的方法是氯醇法，该法分两步进展，第一步将乙烯和氯通入水中反响生成2-氯乙醇，2-氯乙醇水溶液浓度控制在6%—7%〔质量〕;第二步使2-氯乙醇与Ca(OH)2反响，生成环氧乙烷。

该法的优点是对乙烯的浓度要求不高，反响条件较缓和，其主要缺点是要消耗大量氯气和石灰，反响介质有强腐蚀性，且有大量含氯化钙的污水要排放。

因此
开发了乙烯直接氧化法，取代氯醇法。

工业上生产环氧乙烷的方法是乙烯直接氧化法，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000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003+6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。

主要反响方程式如下：
主反响
副反响
由乙烯环氧化反响的动力学可知，乙烯完全氧化生成二氧化碳和水，该反响是强放热反响，其反响热效应要比乙烯环氧化反响大十多倍。

故副反响的发生不仅使环氧乙烷的选择性降低，而且对反映热效应也有很大的影响。

选择性下降，热效应就明显增加，如选择性下降移热慢，反响温度就会迅速上升，甚至产生飞温。

所以反响过程中选择性的控制十分重要。

[11~13]
二、催化剂的选择：
环氧化法生产环氧乙烷是一个强放热放应，为减少深度氧化的副反响，提高选择性，催化剂的选择非常重要。

研究明确，只有在银催化剂催化下乙烯的环氧化反响才有较高的选择性。

工业上使用的银催化剂是由活性组分，载体和助催化剂所组成。

载体载体的主要功能是分散活性组分和防止银微晶的半熔和烧结，使其活性保持稳定。

由于乙烯环氧化过程存在平行副反响和连串副反响的竞争，又是一强放热反响，故载体的外表结构与其导热性能，对反响的选择性和催化剂颗粒内部温度的分布有显著的影响。

载体外表积大，活性比外表积大，催化剂活性高但也有利于乙烯完全氧化反响的发生，甚至生成的环氧乙烷很
少。

载体如有空隙，由于反响物在细空隙中的扩散速度慢，产物环氧乙烷在空隙中浓度比主体浓度高，有利于连串副反响地进展。

工业上为了控制反响速度和选择性，均采用低比外表积无孔隙或粗空隙惰性物质作为载体，并要求有较好的导热性能和较高的热稳定性。

工业上常用的载体有碳化硅，α－氧化铝和含有少量氧化硅的α－氧化铝等。

助催化剂所采用的助催化剂有碱金属类，碱土金属类和稀土元素化合物等。

碱土金属类中，用得最广泛的是钡盐。

在银催化剂中参加少量钡盐，可增加催化剂的抗熔结能力，有利于提高催化剂的稳定性，延长其寿命，并可提高活性。

据研究两种或两种以上的助催化剂起到协同作用，可提高选择性。

抑制剂在银催化剂中参加少量硒碲氯溴等对抑制二氧化碳的生成，提高环氧乙烷的选择性有较好的效果。

工业上常在原料气中添加微量有机氯如二氯乙烷，以提高催化剂的选择性，调节温度。

三、反响器与混合器的选择：
乙烯环氧化制环氧乙烷是一强放热反响，温度对反响的选择性十分敏感，对于这种反响最好采用流化床反响器，但因为细颗粒的银催化剂易结块也易磨损，流化质量很快恶化，催化剂效率急速下降，故工业上普遍采用的是列管式固定床反响器，管内放催化剂，管间走冷却介质。

在配制混合气时，由于纯氧参加到循环气和乙烯的混合气中去，必须使氧和循环气迅速混合达到安全组成，如果混合不好很可能形成氧浓度局部超过极限浓度，进入热交换器时易引起爆炸危险。

为此，混和器的设计极为重要，工业上是借多空喷射器对着混和气流的下游将氧高速度喷射到循环气和乙烯的混合气中，使他们迅速进展均匀混合。

为了确保安全，需要用自动分析检测仪监视，并配制自动报警连锁切断系统，热交换器安装需要有防爆措施。

四、影响因素〔反响条件〕的分析：
⑴反响温度
乙烯环氧化过程中存在着平行的完全氧化副反响，影响转化率和选择性的主要因素是温度。

温度过高，反响速度快、转化率高、选择性下降、催化剂活性衰退快、易造成飞温；温度过低，速度慢、生产能力小。

所以要控制
适宜温度，其与催化剂的选择性有关，一般控制的适宜温度在200℃—260℃。

⑵反响压力
加压对氧化反响的选择性无显著影响，但可提高反响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。

故采用操作压力为2MPa左右。

⑶空速
与温度相比该因素是次要的，但空速减小，转化率增高，选择性也要降低，而且空速不仅影响转化率和选择性，也影响催化剂的空时收率和单位时间的放热量，故必须全面衡量，现在工业上采用的混合气空速一般为4000/h —8000/h左右，也有更高的。

催化剂性能高反响热能与时移出时选择高空速，反之选择低空速。

⑷原料纯度
原料其中的杂质可能给反响带来不利影响[14]：①使催化剂中毒而活性下降，如乙炔和硫化物使催化剂永久中毒，乙炔和银形成的乙炔银受热会发生爆炸性分解；使选择性下降〔铁离子〕；②使反响热效应增大〔H2、C3以上烷烃和烯烃〕；③影响爆炸极限，如氩气是惰性气体但其会使氧的爆炸极限浓度降低而且增加爆炸的危险性，氢也有同样的效应，故原料中的杂质含量要严格控制〔乙炔<5ppm，C3以上烃<1ppm，硫化物<1ppm，氢气<5ppm〕。

⑸进入反响器的混合气配比
由于反响的单程转化率较低故采用具有循环的乙烯环氧化过程，进入反响器的混合气是由循环气和新鲜原料气混合而成的，其组成既影响经济效益也关系生产安全。

氧的含量必须低于爆炸极限浓度，因乙烯的浓度影响氧的极限浓度而且影响催化剂的生产能力，所以其浓度也需控制。

乙烯和氧浓度有一适量值〔如浓度过高，反响快，放热多，反响器的热负荷大，如放热和除热不能平衡，就会造成飞温〕，如果以氧气作氧化剂，为使反响不致太剧烈仍须参加致稳剂。

以氮气作致稳剂时进入反响器的乙烯浓度可达15%—20%，氧浓度为8%左右。

由于反响的转化率比拟低，为了充分利用原料从吸收塔出来的气体须循环。

由于循环气中含有杂质和反响副产物，所以需要在循环之前将一局部有害气体排除，即脱除二氧化碳。

从吸收塔排出的气体，大局部〔90%〕循环使用，小局部送二氧化碳吸收装置，用碱洗法〔热碳酸钾溶
液〕脱除掉副反响生成的二氧化碳。

二氧化碳对环氧化反响有抑制作用，但适量提高其含量对反响的选择性有好处，且能提高氧的爆炸极限，故循环气中允许有一定量二氧化碳，但不宜过多。

⑹乙烯转化率
单程转化率的控制与氧化剂的种类有关，用纯氧作氧化剂时，单程转化率一般控制在12%—15%，选择性可达75%—84%或更高。

用空气作氧化剂时，单程转化率一般控制在30%—35%，选择性可达70%左右。

单程转化率过高时，由于放热量大，温度升高快，会加快深度氧化，使环氧乙烷的选择性明显降低。

因为工业上采用循环流程，所以单程转化率也不能太低，否如此会因循环气量过大而耗能增加。

§2.5生产方法的评述与选择
(一)氧化反响局部
一、工艺流程草图
二、流程草图说明
由于此反响为气固相反响，并且催化剂比拟贵，所以选择列管式固定床反响器。

反响放出大量的热，所以须采用换热介质进展换热，根据反响的热效应求得反响的温度在180℃—250℃，因此选择矿物油作为换热介质，采用外部循环式换热。

由以上流程图可以看出，新鲜原料气与循环气混合后，经过热交换器预热一段时间后，从反响器上部进入催化床层。

自反响器流出的反响混合气中环氧乙烷的含量仅为1%—2%，经热交换器利用其热量并进展冷却后，进入环氧乙烷吸收塔。

由于环氧乙烷能以任何比例与水混合，故采用水做吸收剂....................................................................................................................... .........................
装置，用热碳酸钾溶液脱除掉副反响所生成的CO2。

送入CO2吸收装置的那一小局部气体在二氧化碳吸收塔中与来自再生塔的高温贫碳酸氢钾-碳酸钾溶液接触。

在二氧化碳作用下转化为碳酸氢钾。

自二氧化碳吸收塔塔顶排出的气体经冷却，并别离出夹带的液体后，返回至循环系统。

二氧化碳吸收塔塔釜的富碳酸氢钾-碳酸钾溶液经减压入再生塔，经加热，使碳酸氢钾分解为二氧化碳和碳酸钾，CO2自塔顶排出，再生后的贫碳酸氢钾-碳酸钾溶液循环回二氧化碳吸收塔。

乙烯催化氧化法制环氧乙烷的工艺需注意以下两点
1、保障安全性
对此工艺，由于副反响为强放热反响，温度的控制尤为重要，假如反响热未与时移走，就会导致温度难于控制，产生飞温现象。

由于是氧气做氧化剂，还存在爆炸极限的问题，所以反响气体的混合至关重要。

可借用多孔喷射器对着混合气流的下游将氧高速喷射入循环气和乙烯的混合气中，使它们迅速进展均匀混合。

为控制氧气、乙烯的浓度在爆炸极限以内，也为使反响不致太剧烈，需采用惰性致稳气，可采用N2或CH4作致稳气。

[15]
2、保障经济性
对化工行业的生产工业来说，经济性是应首先考虑的重要因素。

为满足此要求，应想方法使反响的选择性提高，催化剂的研究开发决定着反响的选择性，故应采用性能良好的催化剂，并用二氯化物来抑制副反响的发生。

还应考虑能量的利用率，想方法利用生产流程中各种位能的热量，充分
节约资源，降低生产本钱。

第3章物料衡算
§3.1物性数据
表3.1 物性数据表[16]
序号组分分子式分子量常压沸点℃
1 氮气N2
2 氩气Ar
3 氧气O2
4 甲烷CH4
5 乙烯C2H4
6 乙烷C2H6
7 二氧碳CO2
8 环氧烷C2H4O
9 乙醛CH3CHO
10 水H2O 100
11 乙二醇C2H6O2
§3.2设计依据
2．年工作时间：7200小时
3．高纯EO收率：30%
4．乙烯单程转化率：10%
5．EO的选择性：80%
6．二氧化碳的选择性：20%
7．EO吸收率：99.6%
8．排空气体比率：0.18%
9．以单位时间小时作为基准
§3.3 循环系统的物料衡算
§3.3.1 计算依据
(1)原料氧气组成〔mol%〕：
2N Ar 2O
(2)原料乙烯组成〔mol%〕：
4CH 42H C 62H C
(3)原料甲烷组成(mol%)：
2N 4CH 42H C 2CO
(5)二氧化碳吸收率：18.0% (6)符号说明：
进料：F 2—乙烯进料；F 1—氧气进料；F 3—甲烷进料；F —混合器物料；
i MF —反响器物料；i RF —排放物料；W —排放物产；R —循环物料
(7)主反响：
副反响：C 2H 4+3O 2 2CO 2+2H 2kJ/mol (8)物料衡算图
乙烯催化氧化制取环氧乙烷得物料衡算框图：
反响器
吸收塔
CO 2脱除装
C
A
D B SPC
SRC
水
W
SP
RP
MF
FF
RC
C 2H 4
O 2(Ar
N 2
除TC CO 2。