年产3万吨环氧乙烷工艺设计毕业论文
年产5.5万吨环氧乙烷_乙二醇车间环氧乙烷合成工段工艺设计毕业论文
内容摘要本文是对年产5.5万吨环氧乙烷/乙二醇车间环氧乙烷合成工段的工艺设计。
本设计依据中国石油天燃气有限责任公司抚顺石化乙烯分厂环氧乙烷生产工段的工艺过程,在实际生产理论的基础上,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。
采用excel工作表对主要设备如:混合器、反应器、环氧乙烷吸收塔、二氧化碳吸收系统,环氧乙烷解吸塔,冷凝器,脱轻组分塔等进行物料衡算,对环氧乙烷反应器,进料-产品第一换热器,冷却器等六个设备进行热量衡算,并对环氧乙烷反应器和换热器进行设备计算。
对脱轻组分塔进行了详细的设备计算和校核,确定了操作参数、设备类型和材质,使用CAD绘制相应的工艺流程图。
最后对此工艺过程可能存在的安全隐患及相应措施做了简要说明。
关键词:环氧乙烷;工艺流程;反应器;AbstractIn this paper, the refinery stage technological design of epoxyethane /ethylene glycol workshop was described, which was based on the output of 55,000 ton epoxyethane per year. This design was based on the technics process of China Petroleum and natural gas limited liability company in Fushun Ethylene Plant workshop, the feasible design scheme was set down according to the theory of practicality production.In this paper, the position and the function in the national economy, the produce methods in industry, the principle of produce, process were interpred. For the main equipments such as:mixtor, reactor, the absorb tower of epoxyethane,the absorb system of carbon dioxide,the stripper of epoxyethane,condenser, the dehydrogenation components of the tower etc. calculating of material balance were done by using microsoft excel, calculation of energy balance were carried on for the epoxyethane reactor, heat exchanger,and condenser etc six equipments in all. And equipment calculations for reactor, heat exchanger etc .The dehydrogenation components of the tower were carried on detailed equipment calculations and checking. The parameters, equipments types and material were confirmed, by using CAD corresponding technics process chart for the high purity epoxyethane rectifier was draw. Finally, a brief explanation to the most possible existed dangers and correspond measures for the production process were given.Keywords: epoxyethane; process; reactor;目录内容摘要 (i)Abstract .................................................................................................................................. i i 目录 ...................................................................................................................................... i ii 1引言 . (1)1.1环氧乙烷在国民经济中的地位和作用 (1)1.2环氧乙烷在国内外的发展动向 (1)1.2.1生产技术 (1)技术发展动向 (2)1.3环氧乙烷的市场需求状况 (2)2工艺概述 (4)2.1环氧乙烷的性质 (4)EO的物理性质 (4)EO的化学性质 (4)2.2生产方法的评述及选择 (4)氯醇法 (4)直接氧化法 (5)2.3环氧乙烷的生产原理 (5)氧化反应原理 (5)二氧化碳脱除原理 (6)2.4工艺流程 (7)3物料衡算 (9)3.1物性数据 (9)3.2设计依据 (9)3.3循环系统的物料衡算 (9)计算依据 (9)混合器 (11)反应器 (14)环氧乙烷吸收塔 (17)排放系统 (20)CO2的吸收系统 (21)3.4环氧乙烷解吸塔(C204) (23)3.5环氧乙烷塔顶冷凝器(E301) (25)3.6环氧乙烷塔顶冷凝器(E302A) (27)3.7脱轻组分塔(C301) (29)4热量衡算 (34)4.1设计依据 (34)4.2反应器R-101 (34)4.3反应器进料-产品换热器E-101 (35)4.4产品第一冷却器E-102 (37)4.5产品第二冷却器E-203 (38)4.6塔顶冷凝器E-301 (39)4.7塔顶冷凝器E-302 (41)5设备计算 (43)5.1反应器设备计算 (43)5.2脱轻组分塔 (45)6安全、环保、能量利用 (51)6.1工艺设备一览表 (51)6.2原料消耗表 (51)6.3能量消耗表 (51)6.4三废处理 (51)6.5厂址的选择 (52)致谢 (54)参考文献 (55)附录 (56)1 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,在国民经济发展中具有举足轻重的地位和作用。
开题报告--年产2万吨环氧乙烷工艺设计
年产2万吨环氧乙烷工艺设计开题报告
摘要:本文拟设计一条生产2万吨/年环氧乙烷(EO)的流程,重点
介绍了工艺设计的思路和方法,具体分析了酯化反应、环氧化反应、萃取、吸附等工艺及有关参数,并对设计所需的设备及原料进行了综合考虑。
本
文提出的设计方案可以满足2万吨环氧乙烷的生产要求,且在节能、节约、安全等方面都具有良好的可行性。
关键词:环氧乙烷;酯化反应;环氧化反应;萃取;吸附
Keywords:EO; Alcoholysis; Oximation; Extraction; Absorption 1绪论
环氧乙烷(EO)以其独特的物理性质和化学性质,已成为现代社会发
展的重要原料,被广泛用于洗涤剂、清洁剂、润滑油、柔顺剂、除臭剂、
溶剂等领域。
目前,国内EO的生产仍以熔融乙二醇(MEG)和均聚物为主,以醛酯乙醇(PEG)为辅,但由于MEG和PEG的价格昂贵,以及反应可能
产生腐蚀性氢氧化钠,因此在生产过程中存在一定环境影响。
因此,节能、节约、安全考虑在设计中占据重要地位。
年产5万吨环氧乙烷工艺设计
一、工艺概述
5万吨/年环氧乙烷工艺主要由二次氯乙烷(C2Cl4)、甲醇(MeOH)、重
复质量分数低的空气(AIR)和水(H2O)等外加物发生氧化反应并经过质量平
衡分离操作而得到环氧乙烷(EOG)的工艺路线。
该工艺设计主要采用催化
氧化反应并经过质量平衡分离的一次性工艺,其中以C2Cl4为主要原料,EOG为主要产品,采用催化氧化技术,在此基础上进一步加入MeOH,经历
一系列反应,得到主要产物EOG和交叉产物EGME,并进行质量平衡分离,在此基础上,获得高纯度的EOG产品。
二、原料及辅助物料
主要原料:C2Cl4;
辅助原料:MeOH;
辅助物料:AIR和H2O。
三、反应
C2Cl4+MeOH+AIR+H2O→EOG+EGME
四、反应器
5万/年环氧乙烷工艺采用气-液反应器组成的反应系统进行反应,反
应器组成由气液混合器,反应器,去吸收塔组成。
五、设备
催化氧化装置主要由以下设备组成:
1.气-液混合器:主要用于将C2Cl4、MeOH、AIR和H2O混合均匀,使
反应物均匀分布在反应器内;
2.反应器:采用一段式流化床反应器,采用乙烯基硅氧烷(Vinylsiloxane)为催化剂,在反应器中发生氧化反应,生成EOG和EGME,实现质量平衡;。
年产5万吨环氧乙烷工艺设计毕业设计
包括开题报告、论证报告、技术流程等章节。
毕业设计(论文)题目:5万吨/年环氧乙烷生产工艺的设计
开题报告
1、开题报告的目的
本次毕业设计的主要任务是设计一条生产5万吨/年环氧乙烷的工艺,结合现有的技术设备能力,分析其工艺流程和工艺参数,并提出节能、降
耗及其它方面的改进建议,以提高其生产效率及质量,满足技术要求。
2、毕业设计的主要任务
(1)调研环氧乙烷的制备工艺和设备;
(2)评估现有技术设备是否能够满足5万吨/年的生产;
(3)进行设备与工艺的综合考虑,设计出满足生产目标的工艺;
(4)给出详细的工艺流程图,并对关键工艺参数提出优化建议;
(5)依据可行性研究,提出总体的节能降耗改进方案;
(6)编写毕业设计论文,提交审核。
3、预期完成结果
本次毕业设计计划在标准化条件下设计一条可以生产5万吨/年环氧
乙烷的工艺,给出详细的工艺流程图和工艺参数,并提出节能降耗及其它
方面的优化建议,以达到高效的生产要求。
论证报告
1、论证报告的目的。
环氧乙烷论文
二、EO 工艺生产方法及选择
环氧乙烷的工业生产有氯醇法和乙烯直接氧化法。1925 年,美国联合碳化 物公司(UCC)建造了世界上第一套氯乙醇法环氧乙烷装置。氯醇法是早期的工 业生产方法,分两步完成,首先由氯气和水反应生成次氯酸,次氯酸与乙烯反应 生成氯乙醇,然后氯乙醇与氢氧化钙皂化生成环氧乙烷。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,现已基本 被淘汰。 1938年,美国UCC根据法国催化剂公司Lefort的研究成果,建成了世界上第 一套乙烯空气氧化法生产环氧乙烷的装置。在20世纪50年代,美国科学设计公司 (SD)和美国壳牌公司(Shell)相继开发了各自的直接氧化法专利技术,特别 是Shell公司首先推出了乙烯氧气氧化法制环氧乙烷的新工艺。 在70年代中期,经典的氯醇法工艺全部被淘汰,乙烯直接氧化法成为唯一的 实际工业应用的环氧乙烷生产技术。在以后30余年中,多国在高性能环氧乙烷催 化剂的研制方面进行了大量的研发工作,研究的重点放在开发高选择性催化剂 上。经过长期的研发实践,环氧乙烷催化剂的选择性从60年代的68%,提高到现 在的80%以上。
四、 工艺流程叙述
循环气首先与新鲜乙烯、甲烷经乙烯过滤器(S-102)混合,然后进入氧气 混合喷嘴 M-101,氧气经过滤器(S-101)除掉固体颗粒在这里加入循环气中。 补充抑制剂后,反应器进料气体在 E101 中被 EO 反应产品气体从 77(78)℃加 热到 148(152)℃。被预热的反应器进料气体进入列管式 EO 反应器(R-101), 在反应器中,乙烯和氧气在银催化剂床层上进行反应,主要生成 E0;副产品有 二氧化碳、水和微量的醛类。反应产品气体经过三次冷却。在产品第一冷却器 (E-102)中,通过产生中压蒸汽,反应产品气体被冷却到 202(207)℃,在进料 /产品换热器(E-101)中被冷却到 138℃,在产品第二冷却器(E-203)中被进 一步冷却到 51(53)℃。 冷却后的反应产品气体进到EO吸收塔C-203的急冷部分。急冷液离开塔釜的 温度为47℃。为脱除反应产品气冷却时产生的水,将一小股物流引到急冷排放解 吸塔C-205中,用泵P-205把急冷液打到急冷冷却器E-205,冷却到42℃,再回到 EO吸收塔的急冷段。离开急冷段的气体在35℃下用贫吸收液洗涤以回收E0。在EO 吸塔中吸收的E0,在EO解吸塔C-204内从富吸收液中解吸出来。富吸收液离开EO 吸收塔的温度为41℃,预热到103℃后进入EO汽提塔顶部,塔顶出料(EO/H20)进 入轻组分脱除和EO精制部分。EO解吸塔设计能力可使吸收的EO有99.95%解吸出 来,其余0.05%的EO随同塔釜液离开。解吸EO所需的蒸汽一部分来自汽提段,一 部分来自加入的蒸汽。反应器产品气体在吸收塔急冷段冷却,酸性组分被急冷液 吸收,通过排放急冷液可除掉杂质和反应产品气中冷凝下来的水。急冷排放液中 的EO在急冷排放解吸塔C-205中回收,解吸介质为直接通入蒸汽。从EO吸收塔来 的富吸液,在产品第二冷却器E-203中被EO吸收塔进料(反应产品气体)从
年产3万吨环氧乙烷工艺的初步设计-反应器设计-开题报告
氧乙烷生产工艺流程。
2、设计出符合生产的生产流程图和合理的关键设备,满足工艺的指标需要。
3、对整个产品进行物料衡算、热量衡算、设备设计和选型,股和产品的需求
课
题
4、产品的技术经经济指标化工厂污染处理、排放符合国家国家环保的要求。
的
5、仔细检查工艺设计过程,完成和修改。
工
作
方
案
1、查阅文献、资料有困难,缺乏一些方法和技巧。
因此,依靠自身的乙烯资源,以前国内的环氧乙烷生产主要依靠中石化和中石油。
展 市场人士还普遍认为,尽管目前环氧乙烷的盈利能力大多数时候还是高于乙二醇。随 趋 势 着环氧乙烷的产能的快速增长,未来环氧乙烷的盈利能力将和乙二醇趋同,环氧乙烷
的高收益时代将一去不返。
设计内容:
1、综述
2、环氧乙烷的性质和用途
开题报告
学号
姓名
指导教师
学院/ 系别
文理学院化工系
专业/班级
应用化学 12102 班
毕业设计(论文)题目
年产 3 万吨环氧乙烷工艺的初步设计-反应器设计
题目类型
工程设计 □技术开发 □管理模式设计 □其他
□软件工程 □理论研究和方法应用
环氧乙烷,是最简单最重要的环氧化合物。有毒、易爆、活性高、易自聚。烯烃
气相氧化可制得很多有用的有机化合物,其中比较重要的有乙烯环氧化制取环氧乙
烷、丙烯环氧化制取环氧丙烷以及丁烯氧化制取顺丁烯二酸酐等。
选
环氧乙烷是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯而占第二位的重要有机化工产品。它
题 除部分用于制造非离子表面活性剂、氨基醇、乙二醇醚外,主要用来生产乙二醇,后
目 者是制造聚酯树脂的主要原料,也大量用作抗冻剂。现在几乎所有的环氧乙烷都与乙 的 及 二醇生产相结合在一起,大部分或全部环氧乙烷用于生产乙二醇,少部分用于生产其
环氧乙烷的生产工艺探究
环氧乙烷的生产工艺探究毕业设计(论文)题目:环氧乙烷的生产工艺探究学生姓名:张亚鹏学号:2010014434所在学院:材料与化工学院专业班级:化工1001届别:2014 届指导教师:李淮芬皖西学院本科毕业设计(论文)创作诚信承诺书1.本人郑重承诺:所提交的毕业设计(论文),题目《环氧乙烷的生产工艺探究》是本人在指导教师指导下独立完成的,没有弄虚作假,没有抄袭、剽窃别人的内容;2.毕业设计(论文)所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠,文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已标注说明来源;3. 毕业设计(论文)中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果,伪造、篡改数据的情况;4.本人已被告知并清楚:学校对毕业设计(论文)中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理,并可能导致毕业设计(论文)成绩不合格,无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果;5.若在省教育厅、学校组织的毕业设计(论文)检查、评比中,被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为,本人愿意接受学校按有关规定给予的处理,并承担相应责任。
学生(签名):日期:年月日目录前言 (2)1 环氧乙烷的介绍 (2)1.1环氧乙烷的定义 (2)1.2环氧乙烷的物理性质 (2)1.3环氧乙烷的主要应用领域 (4)1.4环氧乙烷的应用发展概况 (4)1.5环氧乙烷应用技术开发动向 (5)2 乙烯环氧化反应基本原理[12] (5)2.1乙烯环氧化法 (5)2.2平行副反应: (5)2.3环氧化反应 (6)3 乙烯氧气氧化法生产环氧乙烷的工艺流程 (6)参考文献: (9)皖西学院2014届本科毕业设计(论文)环氧乙烷的生产工艺探究学生:张亚鹏(指导老师:李淮芬)(皖西学院材料与化工学院)摘要: 环氧乙烷是乙烯氧化衍生物第二,仅次于聚乙烯和聚氯乙烯第三个最重要有机化工原料、生产方法和乙烯氯乙醇环氧化方法,生产线主要包括环氧乙烷合成过程,设计过程中的设计,原材料选择,配方。
环氧乙烷生产中的装置设计与工艺流程优化策略
环氧乙烷生产中的装置设计与工艺流程优化策略随着工业化的快速发展,化工行业成为现代社会的重要组成部分。
环氧乙烷是一种常用的化工原料,广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等领域。
在环氧乙烷生产过程中,装置设计和工艺流程的优化是确保生产效率和产品质量的关键因素。
本文将论述环氧乙烷生产中的装置设计及工艺流程的优化策略,并探讨其对环氧乙烷产量和产品质量的影响。
一、装置设计1. 主要设备环氧乙烷生产装置由反应器、分离器、蒸馏塔等主要设备组成。
其中,反应器是整个生产过程的核心设备,其设计应考虑反应器的尺寸、受热面积、搅拌速度等参数对反应效率的影响。
2. 材料选择在环氧乙烷生产装置的设计中,材料的选择是非常重要的。
应选择能够抵抗高温高压、耐腐蚀的材料,以保证设备的使用寿命和产品质量。
常见的材料包括不锈钢、镍基合金等。
3. 安全性设计环氧乙烷是一种易燃易爆的化学品,因此在装置设计过程中,安全性应是首要考虑的因素之一。
应合理设置防爆装置、紧急喷淋系统等安全设施,确保生产过程的安全运行。
二、工艺流程优化策略1. 原料选择环氧乙烷的原料主要是乙烯和过氧化氢。
优化工艺流程的一种策略是选择高纯度的原料,以提高环氧乙烷的产率和产品质量。
2. 反应条件控制环氧乙烷的生产反应条件包括温度、压力、反应时间等因素。
通过对反应条件的控制,可以提高反应效率和产物选择性。
例如,适当调节反应温度和压力可以降低副反应的发生,提高环氧乙烷的产率。
3. 反应过程监控在环氧乙烷生产过程中,反应过程的监控是优化工艺流程的重要手段。
可以通过在线监测仪器对反应物浓度、温度、压力等参数进行实时监控,及时调整反应条件,保持最佳的生产状态。
4. 能源利用环氧乙烷生产过程中,能源的利用对于提高生产效率至关重要。
优化工艺流程可以通过合理的能源回收和利用,减少能源消耗,提高能源利用效率。
5. 产品纯净度提升提高环氧乙烷的纯净度是优化工艺流程的一项重要目标。
可以通过加入适量的添加剂、优化分离工艺等方式提高产品的纯净度,满足市场需求。
毕业设计(论文)-7万吨年环氧乙烷精馏塔设计[管理资料]
7万吨/年环氧乙烷精馏塔设计摘要根据北京化工大学毕业设计要求,并结合生产实际,选择浮阀塔精馏分离环氧乙烷水溶液为设计课题。
选用F1型单溢流浮阀塔为分离设备,以质量守恒定律、物料衡算和热力学定律为依据,对精馏塔及其辅助设备进行了工艺和设备的设计参数计算,得出精馏塔采用F1型单溢流浮阀塔,溢流管为弓形降液管,设计确定全塔高度21m,塔板总数为31块,塔顶温度可设为45℃,塔釜温度可设为146℃,精馏段塔径为4m,,, 阀孔数为1403个,;,,, 阀孔数为809个,。
并通过塔板校核验算,认为设计的精馏塔符合要求;气液负荷性能图也说明该装置操作弹性合理。
关键词:环氧乙烷;精馏;回流比;工艺设计;校核目录第1章前言 (4)环氧乙烷概述 (4)环氧乙烷生产方法 (5)氯醇法 (5)直接氧化法 (5)设计任务及目标 (6)第2章设计内容框架 (7)第3章设计简介 (8)精馏原理 (8)装置流程的确定 (8)操作压力的选择 (8)浮阀标准 (9)第4章精馏塔设计参数确定 (10)物料衡算 (10)精馏塔的物料衡算 (10)精馏塔塔顶、塔釜、进料板温度的计算 (11)塔顶温度的求取 (12)塔釜温度的求取 (12)进料板温度的确定 (13)回流比、操作线方程、实际板数的确定 (13)相对挥发度 (14)最小回流比的求取 (14)适宜回流比 (14)操作线方程 (14)理论板的计算和实际塔板数的确定 (14)实际塔板数的确定 (16)塔径的计算 (16)精馏段 (16)提馏段 (17)塔高的计算 (18)塔板结构尺寸及溢流装置的确定 (19)堰长 (19)溢流堰高 (19)弓形降液管的宽度和面积:Wd 和Af (20)降液管底隙高度:ho (21)塔板的布置 (21)塔板分布 (21)浮阀的数目与排列 (22)鼓泡区面积 (22)阀孔分布 ......................................................... 22 孔速及动能因数:0u 和0F ............................ 错误!未定义书签。
年产6万吨环氧乙烷氧化反应工序工艺设计
环氧乙烷(EO)是一种重要的化工原料,其主要用途是生产表面活性剂、合成润滑油和氨基酸等有机化合物。
在环氧乙烷的生产过程中,氧化反应是一个关键的工序。
本文将介绍一个年产6万吨环氧乙烷氧化反应工序的工艺设计。
1.原料准备与预处理在环氧乙烷的生产过程中,主要的原料是环氧乙烷和氧气。
环氧乙烷通常采用石脑油或天然气作为原料,在原料准备过程中需要对原料进行预处理,包括脱水和除尘等。
脱水可以通过吸附剂或干燥剂进行,以保证原料的纯度和质量。
2.反应装置设计环氧乙烷氧化反应通常采用连续流反应器,主要是因为环氧乙烷的氧化反应是一个放热反应,需要控制反应温度。
反应器可以采用垂直或水平布局,具体的选择要考虑原料进料方式、反应物的物理性质和反应速率等因素。
3.反应条件设置环氧乙烷的氧化反应需要在一定的反应条件下才能顺利进行。
反应温度通常在180-220℃之间,此温度范围能够保证反应速率和产率的最佳组合。
反应压力一般在0.5-2.0MPa之间,反应压力的选择与反应温度有关。
反应物的摩尔比例也是一个重要的参数,通常情况下,环氧乙烷和氧气的摩尔比例为1:1.5-24.催化剂选择与优化在环氧乙烷的氧化反应中,催化剂起着关键的作用。
常用的催化剂有银催化剂、铂催化剂和钼催化剂等。
催化剂的选择应根据反应物性质、反应条件和目标产物的需求等综合因素进行优化。
5.过程控制与安全考虑在环氧乙烷氧化反应过程中,需要实施严格的过程控制和安全考虑措施。
例如,应定期检查和维护反应装置,确保操作安全;应设计并安装可靠的温度、压力和流量控制系统,以确保反应条件的稳定和可控性。
总之,年产6万吨环氧乙烷氧化反应工序的工艺设计需要综合考虑原料准备、反应装置设计、反应条件设置、催化剂选择与优化以及过程控制与安全考虑等因素。
只有合理设计和优化这些环节,才能保证环氧乙烷氧化反应的高效、安全和可持续发展。
年产5万吨环氧乙烷工艺设计
一、产品及技术指标
1、产品:环氧乙烷;
二、生产工艺流程
生产环氧乙烷(EO)的工艺流程如下:
1.原料准备:采用甲乙烯(MV)及氧化乙烯(EO)为原料,经过标定、混合和预混罐处理后,输入反应炉内反应。
2.反应炉:由反应炉,蒸发器,汽提罐,蒸馏罐等组成,容量为2m3、反应器采用氧化铝铸铁制成,内装双冷却管,反应器下部安装水冷剂循环
系统,下部有排放器和收集器,可有效收集反应副产物。
3.汽提罐:由汽提罐,冷凝器,抽放阀,回流塔顶和抽放阀等组成,
主要用于将反应后的环氧乙烷蒸馏出清晰的产品液,冷却后回蒸发器フー
ム液槽内。
4.蒸馏罐:由蒸馏罐,塔顶阀,冷却器,降温器,回流塔等组成,主
要用于将标准品精馏出,以达到性能指标要求。
年产3万吨环氧乙烷工艺的初步设计-反应器设计-开题报告
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一、引言
环氧乙烷是生物醇的一种,具有高的生物可利用性和易于合成,是工业上非常重要的化工原料。
由于它的特殊性,近年来得到了越来越多的应用,如用于聚氨酯行业,也可以用于药物、日用品等领域。
因此,对环氧乙烷生产已成为化学工业中的热门话题。
在环氧乙烷制造中,反应器是最重要的部分,反应器的设计决定了设备的能效和成本。
本文讨论的内容是基于最新技术,针对一种年产3万吨环氧乙烷工艺,设计其反应器系统。
二、反应器的设计
1、反应器的选择
在反应器设计中,首先考虑的是选择合适的反应器。
由于环氧乙烷的生产工艺不仅涉及有机合成反应,而且涉及到一系列的物理反应,因此,涉及到多种反应器的使用。
例如,有机合成反应一般选择反应釜,反应温度一般为150℃;物理反应则可以选择真空反应釜,可以使反应温度达到200℃;另外,也可以使用分散反应釜,反应温度可以达到更高,但要注意反应产物的安全性。
2、反应器的设计
在反应器设计中,应考虑到反应物料的物理和化学性质,以及反应过程所需的反应时间、温度、压力等因素;对于不同的化学反应,还应考虑反应活度、反应速率等因素;。
3万吨环氧丙烷生产工艺设计论文
摘要设计是年产3万吨环氧丙烷的工艺设计。
设计采用了氯醇法进行环氧丙烷的生产。
主要是利用氯气和水反应生成次氯酸,然后利用次氯酸与丙烯反应生成氯丙醇,氯丙醇再进入皂化塔与氢氧化钙反应生成产品环氧丙烷。
主要模拟了反应过程的物料与热量衡算,主要精馏塔的设计,三废处理以及经济合算等问题。
设计说明书共有八章。
介绍了环氧丙烷生产工艺流程的选择和论证,对整个工艺装置进行了物料和能量衡算,对非标准设备和主要管道进行了计算和选型,最后对该工艺流程的安全生产和三废处理作了相关说明。
关键词:环氧丙烷;工艺设计;工艺流程;氯醇法ABSTRACTChlorohydrination method was adopted for the process design of the production of propylene oxide.Propylene and chlorine reacted in the presence of water to form the intermediate. and propylene chlorohydrin was dehydrochlorinated by a calcium hydroxide solution to form propylene oxide. Mainly to simulate the reaction process of the material and heat balance, the design of the main column, "three wastes" treatment and economical problems.This design contains eight paragraphs. This document is mainly to introduce the demonstration and choosing of the process design for the production of propylene oxide. The calculation of material and energy balance of propylene oxide were carried out based on the technological equipments. The non-standard equipment equipments and main pipe lines were calculated and choosed. Finally, the work safety and three industrial wastes disposal was also introduced.Keywords: propylene oxide;technological planning;process flow;chlorohydrination method目录第一章绪论 (2)1.1环氧丙烷的实际意义 (2)1.2 原料的性质 (2)1.2.1丙烯 (2)1.2.2氯气 (2)1.2.3石灰 (3)1.3环氧丙烷性质及性能 (3)1.3.1产品名称与结构式 (3)1.3.2理化性质 (3)1.3.3环氧丙烷安全与毒性 (4)1.4国内外环氧丙烷工业发展史 (4)1.4.2中国环氧丙烷工业发展史 (5)1.6技术发展趋势 (8)第二章环氧丙烷工艺的选择 (9)2.1.1氯醇法 (9)2.1.2共氧化法 (10)2.1.3 异丙苯氧化法 (10)2.1.4过氧化氢直接氧化法(HPPO法) (11)2.1.5氧气直接氧化法 (12)2.1.6电化学法 (12)2.2工艺方法的选择 (12)第三章工艺流程说明 (15)第四章物料衡算部分 (21)皂化塔的物料衡算 (25)第五章热量衡算 (30)5.1 皂化第一冷凝器 (30)5.2 皂化第二冷凝器 (31)5.3 皂化第三冷凝器 (32)5.4 工艺水加热器 (33)5.5 皂化塔热量衡算 (33)5.6 成品塔的热量衡算 (35)5.7 回收塔的热量衡算 (36)5.8 蒸汽耗量总表 (37)蒸汽的耗量见表5.3。
毕业设计-环氧乙烷生产工艺危险性分析及对策措施的研究
摘要环氧乙烷(EO)是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯的重要有机化工产品, 除主要用于生产乙二醇外, 还大量用于生产非离子型表面活性剂、乙二醇醚等。
环氧乙烷的工业生产方法有两种, 即氯醇法和直接氧化法。
目前我国几乎全部采用以乙烯和氧气为主要原料的直接氧化法。
环氧乙烷合成工艺流程由环氧乙烷氧化反应、环氧乙烷回收、二氧化碳脱除、环氧乙烷精制及储存等主要单元组成。
乙烯直接氧化法技术先进,适应大规模生产,生产成本低,产品质量好,因此获得了广泛的应用。
环氧乙烷氧化反应原料乙烯和纯氧与循环气混合后,进人固定床环氧乙烷反应器,在入口温度约220~280℃,操作压力通常为1~3 MPa的条件下,在高选择性银催化剂的作用下发生乙烯氧化反应,主反应生成环氧乙烷,氧化反应包括选择氧化和深度氧化。
由于环氧乙烷生产系统中的工艺设备大部分具有易燃易爆、有毒有害、高温高压、深冷低温等特点,生产的安全问题尤其重要。
本文主要运用定性危险性分析中的预先危险性分析、危险性与可操作性研究,定量分析中的事故树分析法分别对环氧乙烷生产系统各工艺单元进行危险性分析, 通过事故树分析求环氧乙烷生产工艺发生火灾或爆炸的概率,计算结构重要度、概率重要度和临界重要度,并分析发生事故的原因,同时根据分析结果提出相应的安全预防措施和建议减少事故的发生。
关键字:环氧乙烷;工艺流程;危险性;安全措施目录摘要 (I)绪论.......................................................... - 1 - 第一章系统安全分析概述 ......................................... - 2 -1.1 系统安全分析说明 .................................................... - 2 -1.2 项目概况分析 ........................................................ - 3 -1.2.1 自然环境....................................................... - 3 -1.2.2 基本工艺流程................................................... - 4 -1.2.3 主要生产设备................................................... - 5 -1.2.4 主要原材料和公用工程........................................... - 5 - 第二章危险有害因素辨识 ......................................... - 8 -2.1固有危险性分析....................................................... - 8 -2.2 生产过程危险性分析 ................................................. - 10 -2.3 职业危险有害因素分析 ............................................... - 12 - 第三章定性定量危险性分析 ...................................... - 14 -3.1系统安全定性分析.................................................... - 14 -3.1.1 定性分析方法选择.............................................. - 14 -3.1.2 定性分析方法的应用............................................ - 16 -3.2 系统安全定量分析 ................................................... - 25 -3.2.1 定量分析方法的选择............................................ - 25 -3.2.2 定量分析方法的应用............................................ - 27 - 第四章安全对策措施 ............................................ - 35 -4.1 安全技术对策措施 ................................................... - 35 -4.1.1厂址及厂区平面布置的对策措施 .................................. - 35 -4.1.2 防火与防爆对策措施............................................ - 37 -4.1.3 电气安全对策措施.............................................. - 37 -4.1.5 有毒、有害因素控制对策措施.................................... - 39 -4.1.6 其他安全技术对策措施.......................................... - 42 -4.2 安全管理对策措施 ................................................... - 42 - 第五章结论.................................................... - 44 - 致谢........................................................... - 45 - 参考文献....................................................... - 46 - 附录........................................................... - 47 -绪论本文主要介绍对环氧乙烷生产工艺危险性分析及对策措施的研究。
【论文】年产5万吨环氧乙烷工艺设计
摘 要经过六年的环氧乙烷的工业生产,人们对银催化剂的失活原因进行了调查。
温度还原法被用来于描述的银的化学性质以及其对于氧的活性。
在不同的导热处理后,新鲜和老化的催化剂也被检查。
在工业运行中,表面的物料被修改,一些氧扩散到了膨胀的金属中。
老化引起银特性的恒变,导致与氧之间的不同相互作用。
TPR 谱展示了反应器轴线的趋势,表明了其与催化剂失活程度的关联。
环氧乙烷是重要的有机合成原料之一,用于制造乙二醇、合成洗涤剂、乳化剂、非离子型表面活性剂、抗冻剂、增塑剂、润滑剂、杀虫剂以及用作仓库熏蒸剂。
在工业化生产上有着重要的意义。
因此,环氧乙烷的大规模工业化生产是一个重要课题。
关键字:环氧乙烷,工艺流程,氧气氧化法AbstractThe deactivation of a silver catalyst was investigated after six years of industrial production of ethylene oxide. Temperature-programmed reduction was used to characterize the chemical nature of the silver and its reactivity towards oxygen. The fresh and some aged catalysts were examined, also after different thermal treatments.During the industrial run, the surface species were modified and some oxygen diffused into the bulk of the metal. Aging caused permanent changes in the characteristics of the silver, resulting in a different interaction with oxygen. The TPR spectra exhibited a trend along the reactor axis, suggesting a correlation with the degree of deactivation of the catalyst.Ethylene oxide is an important raw material of organic synthesis, one for the manufacture of ethylene glycol, synthetic detergents, emulsifiers, non-ionic surfactants, antifreeze agents, plasticizers, lubricants, pesticides and using Fumigant for storage. Therefore, the large-scale industrial production of ethylene oxide is an important issue. This of ethylene oxide in the specific application.Key words:Ethylene, oxide, Process, Oxygen, oxidation目 录第一章前言 (1)1.1 环氧乙烷的特性与用途 (1)1.1.1 环氧乙烷的特性 (1)1.1.2 环氧乙烷的用途 (2)1.2 环氧乙烷在国内外生产技术现状及发展 (2)1.2.1 生产技术现状 (2)1.2.2 新发展 (3)1.3 环氧乙烷工业生产方法概述及特点 (3)1.3.1 氯醇法 (4)1.3.2 直接氧化法 (6)第二章工艺流程概述 (9)2.1 环氧乙烷反应工段 (9)2.2 环氧乙烷吸收与提纯工段 (10)2.3 二氧化碳脱除系统 (11)第三章工艺参数指标 (13)3.1 反应部分的工艺参数指标 (13)3.2 吸收塔的工艺条件 (13)第四章物料衡算 (15)4.1 反应器的物料衡算 (15)4.2 吸收塔D-111 的物料衡算 (19)4.2.1 各组分亨利系数、相平衡常数、吸收率及吸收因子 (20)4.2.2 吸收塔的物料衡算 (21)第五章热量衡算 (30)5.1 反应器的热量衡算 (30)5.2 吸收塔的热量衡算 (33)5.3 原料气—氧化气换热器的热量衡算 (34)第六章主要工艺设备工艺尺寸的计算 (37)6.1 反应器工艺尺寸的计算 (37)6.1.1 反应器的传热系数 (37)6.1.2 计算公式(经验法) (41)6.1.3 工艺尺寸计算表 (43)6.1.4 传热面积校核 (45)6.1.5 床层阻力计算 (45)6.2 吸收塔工艺尺寸计算 (46)6.2.1 工艺条件 (46)6.2.2 流量确定 (46)6.2.3 工艺尺寸的确定 (49)6.3 原料气-氧化气换热器工艺尺寸计算 (52)6.3.1 反应系统的气-气换热器(E-114B) (52)6.3.2 氧化气冷却器(E-115A/B) (53)第七章结论 (54)参考文献 (55)致谢 (57)附录 (58)声明 (60)第一章前言1.1 环氧乙烷的特性与用途1.1.1 环氧乙烷的特性物理性质环氧乙烷是无色的液体,是由两个碳原子、四个氢原子和一个氧原子组成的。
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。
简议环氧乙烷的生产工艺及其改进
简议环氧乙烷的生产工艺及其改进随着低碳环保概念的深入,为了保证环氧乙烷生产过程有效的实现控制能源消耗和原材料消耗,达到低碳清洁能源生产的目的,要求在环氧乙烷直接氧化反应生产的过程中,加大对环氧乙烷直接氧化生产工艺进行改进,从乙烯直接氧化反应的各个环节入手,为环氧乙烷生产过程建立系统、高效的反应单元,从而提升环氧乙烷生产效率。
基于此,本文简述了环氧乙烷生产工艺的现状及其改进必要性,对环氧乙烷生产工艺改进区域与环氧乙烷生产工艺改进进行了论述分析,旨在提高环氧乙烷的生产效率。
标签:环氧乙烷;生产工艺;现状;改进;区域;必要性1 环氧乙烷生产工艺现状及其改进的必要性1.1 环氧乙烷生产工艺的现状分析目前大部分化工厂所使用的环氧乙烷生产方法是,乙烯直接氧化生产环氧乙烷,通过在反应器中乙烯和纯氧反应,乙烯被纯氧氧化产出环氧乙烷。
1.2 环氧乙烷生产工艺改进的必要性由于直接氧化法涉及到的原材料费用相对较高、流程工艺相对复杂的特点,很容易导致大量的乙烯生产原料、能源资源被浪费。
同时,随着低碳清洁能源发展概念的不断深入,非常有必要对环氧乙烷生产工艺进行改进。
乙烯直接氧化生产环氧乙烷的工艺流程如下图:2 环氧乙烷生产工艺改进区域的分析环氧乙烷生产工艺改进区域主要包括:①通过现有环氧乙烷生产工艺分析,发现可优化的区域范围主要集中在乙烯氧化工段、二氧化碳捕捉工段、循环氧化阶段等。
具体而言,在进行环氧乙烷生产过程中,如果能够根据化工生产单元分布来进行相关研究,就可以有针对性的对工艺条件进行优化,相应的化工生产过程也就可以保质高效运行。
这样进行对于环氧乙烷生产工艺的研究无论是从能源节约还是原材料高效利用层面,都具有很高的应用价值。
②在环氧乙烷化工工艺研究过程中,发現所消耗的化工成本还是集中在热量守恒层面,如果不注重对于环氧乙烷生产工艺的改进,有可能导致大量的能源被浪费。
因此在所进行的环氧乙烷化工工艺研究过程中,要对循环生产过程、直接氧化过程进行重点分析,进而有效排除可能出现的能源浪费问题,充分保证环氧乙烷的生产效益。
(完整版)年产3万吨环氧乙烷工艺设计毕业设计
年产3万吨环氧乙烷工艺设计Process design of ethylene oxide with annualoutput of 30kt目录摘要:.............................................................................................................................. Abstract: .....................................................................................................................引言........................................................................................................................第一章工艺概述 .......................................................................................................1.1 环氧乙烷的性质 ................................................................................................1.1.1 环氧乙烷的物理性质 .....................................................................................1.1.2 环氧乙烷的化学性质 .....................................................................................1.2 环氧乙烷在国民经济中的地位和作用 ............................................................1.3 环氧乙烷在国内外的发展动向 ........................................................................1.3.1 生产技术 .........................................................................................................1.3.2 技术发展动向 .................................................................................................1.4 环氧乙烷的市场需求状况 ................................................................................1.5 生产方法的评述及选择 ....................................................................................1.5.1 氯醇法..............................................................................................................1.5.2 直接氧化法 .....................................................................................................1.6 环氧乙烷的生产原理 ........................................................................................1.6.1 氧化反应原理 .................................................................................................1.6.2二氧化碳脱除原理 ..........................................................................................1.7 设计方案简介 ....................................................................................................1.8 生产中注意事项 ................................................................... 错误!未定义书第二章物料衡算 .......................................................................... 错误!未定义书2.1 物性数据................................................................................ 错误!未定义书2.2设计依据................................................................................. 错误!未定义书2.3 循环系统的物料衡算 ........................................................... 错误!未定义书2.3.1 计算依据 ............................................................................ 错误!未定义书2.3.2混合器.................................................................................. 错误!未定义书2.3.3 反应器................................................................................. 错误!未定义书第三章热量衡算 .......................................................................... 错误!未定义书3.1 反应器的热量衡算 ............................................................... 错误!未定义书第四章设备计算 .......................................................................... 错误!未定义书4.1 反应器设备计算 ................................................................... 错误!未定义书4.2 确定氧化反应器的基本尺寸 ............................................... 错误!未定义书4.3 床层压力降的计算 ............................................................................................4.4 传热面积的核算 ................................................................................................4.5 反应器塔径的确定 ............................................................................................4.6 环氧乙烷吸收塔的确定 ..................................................................................4.7 CO2吸收塔的确定...........................................................................................结论 ............................................................................................................................致谢 ............................................................................................... 错误!未定义书参考文献........................................................................................................................附录..............................................................................................................................附录A 工艺流程图 ..................................................................................................附录B 设备图 ..........................................................................................................年产3万吨环氧乙烷工艺设计摘要:本文是对年产3万吨环氧乙烷合成工段的工艺设计。
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(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)年产3万吨环氧乙烷工艺设计Process design of ethylene oxide with annualoutput of 30kt目录摘要: (I)Abstract: (II)引言 (1)第一章工艺概述 (1)1.1 环氧乙烷的性质 (1)1.1.1 环氧乙烷的物理性质 (1)1.1.2 环氧乙烷的化学性质 (2)1.2 环氧乙烷在国民经济中的地位和作用 (2)1.3 环氧乙烷在国内外的发展动向 (2)1.3.1 生产技术 (2)1.3.2 技术发展动向 (3)1.4 环氧乙烷的市场需求状况 (3)1.5 生产方法的评述及选择 (4)1.5.1 氯醇法 (4)1.5.2 直接氧化法 (4)1.6 环氧乙烷的生产原理 (5)1.6.1 氧化反应原理 (5)1.6.2二氧化碳脱除原理 (5)1.7 设计方案简介 (6)1.8 生产中注意事项 (9)第二章物料衡算 (11)2.1 物性数据 (11)2.2设计依据 (11)2.3 循环系统的物料衡算 (12)2.3.1 计算依据 (12)2.3.2混合器 (13)2.3.3 反应器 (16)第三章热量衡算 (18)3.1 反应器的热量衡算 (18)第四章设备计算 (22)4.1 反应器设备计算 (22)4.2 确定氧化反应器的基本尺寸 (22)4.3 床层压力降的计算 (23)4.4 传热面积的核算 (23)4.5 反应器塔径的确定 (24)4.6 环氧乙烷吸收塔的确定 (24)4.7 CO2吸收塔的确定 (25)结论 (26)致谢................................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献 (26)附录 (31)附录A 工艺流程图 (31)附录B 设备图 (31)年产3万吨环氧乙烷工艺设计摘要:本文是对年产3万吨环氧乙烷合成工段的工艺设计。
本设计简单介绍了环氧乙烷在国民经济中的地位和作用、性质、主要用途、生产现状、工业生产方法和发展趋势,认真比较众多生产方法并确定了用乙烯氧气直接氧化法生产环氧乙烷的方法,并叙述了生产原理、工艺流程。
对主要设备如混合器、反应器等进行物料衡算,对环氧乙烷反应器设备进行热量衡算,并对环氧乙烷反应器进行详细的设备计算和校核,确定操作参数、设备类型,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;反应器;物料衡算Process design of ethylene oxide with annualoutput of 30ktAbstract:The process of ethylene oxide with annual output of 30,000 tons was designed in this paper. The process design of this essay introduced the epoxy ethane's properties, main uses, production situation, and point out the position and role of the epoxy ethane in national economy environment, in the main while it is analysis the industrial production method and development trend of epoxy ethane in the future. In this essay it is carefully compare many production methods and finally to choose the oxygen direct oxidation process method in the production of epoxy ethane with ethylene. And it is also describes the production principle and the production process. The material balance carries on the main equipment such as mixer, reactor and soon.Then carry on the heat balance of epoxy ethane reactor equipment. And make the detailed calculating and checking of the epoxy ethane reactor equipment. Then make sure the operating parameters, decide the equipment type, and use of CAD drawing of the corresponding process flow diagram, at last to obtain the device parameters .Key words : epoxyethane; process; reactor; material balance引言环氧乙烷是石油化学工业的重要产品,也是一种基本有机化工原料,用途很多,广泛用于生产乙二醇、非离子表面活性剂、乙醇胺、乙二醇醚溶剂、医药中间体、油田化学品、农药乳化剂等各种精细化学品。
环氧乙烷的工业化生产已经有半个多世纪的历史,最早的工业化生产方法是氯醇法,由于其存在腐蚀设备、污染环境和耗氯量大等一系列问题,现在己基本上被淘汰了,取而代之的是直接氧化法。
直接氧化法又分为空气氧化法和氧气氧化法,其主要区别在于乙烯的氧化剂各不相同。
在环氧乙烷的生产发展过程中,生产技术和工艺过程都有不断的改进和革新,到目前为止,世界上几乎所有的环氧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[1]。
第一章工艺概述1.1 环氧乙烷的性质1.1.1 环氧乙烷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:C2H4O,分子量:44.05,沸点:10.4℃,熔点:-112.2℃,蒸汽压:145.91kPa/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、酸及硫醇进行开环反应有乙醚的气味,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。
1.1.2 环氧乙烷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,极易发生开环反应,在一定条件下,可与水、醇、氢卤酸、氨及氨的化合物等发生加成反应,其中与水发生水合反应生成乙二醇,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应,生成卤醇,可用于定量分析环氧乙烷及环氧乙烷型化合物。
与氨反应可生成一乙醇胺、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。
1.2 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,在国民经济发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、杀菌剂以及医疗器械的消毒剂。
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[2-3]。
1.3 环氧乙烷在国内外的发展动向1.3.1 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部分为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基本接近,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,但水平比较接近,选择性均在80%以上;在工艺技术方面都有反应部分、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,基本为引进技术。
1.3.2 技术发展动向近年来,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,具有初始反应温度低(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。