年产2.6万吨的银催化氧化乙烯合成环氧 乙烷的反应器设计

荆楚理工学院化工与药学院

专业课程设计说明书

设计题目：年产2.6万吨的银催化氧化乙烯合成环氧乙烷的反应器设计

专业：

班级：

学号：

学生姓名：

指导教师：

总评成绩：

2014年1月3日

设计任务书

一、设计题目和内容

设计题目：

年产2.6万吨的银催化氧化乙烯合成环氧乙烷的反应器设计

设计条件：银催化氧化乙烯合成环氧乙烷。

表1 原料气的组成

组分C2H4CO2O2N2

含量（mol%) 3.5 7.5 5.6 83.4 生产规模：2.6万吨/年

反应温度为240°C

反应压力为1MPa

空速为5000h-1

选择性为65%；

年工作时间7200小时

二、设计方法和步骤

1、设计方案简介

根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，初步确定工艺流程。对选定的工艺流程、主要设备的型式以及数值积分计算等进行简要的论述。

2、主要设备的工艺设计计算

①反应的物料衡算、热量衡算

②催化剂床层高度计算

3、典型辅助设备的选型和计算:

包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定

4、制图：

绘制主体设备图

5、编写设计说明书

三、设计成果的编制

本课程的设计任务要求学生做设计说明书1份、图纸1张。各部分具体要求如下：

（一）设计说明书的内容与顺序：

1、封面（包括题目、学生班级、学生姓名、指导教师姓名等）

2、设计任务书

3、目录

4、正文

4.1 绪论：工艺生产技术方法及进展，反应动力学概述、设计任务的意义、设计结果简述

4.2 设计方案简介

4.3 物料流程图及说明

4.4 设计计算说明书（包括装置的工艺计算：物料衡算、热量衡算，反应器床层计算）

4.5 设计结果概要

4.6设计体会及今后的改进意见

5、参考文献

6、主要符号说明（必须注明意义和单位）

说明书必须书写工整、图文清晰。说明书中所有公式必须写明编号。

第一章绪论 (1)

第二章设计方案简介 (2)

第三章物流流程及说明 (3)

第四章设计计算说明书 (5)

4.1反应器的物料衡算 (5)

4.2反应器的热量衡算 (8)

第五章反应器的设计 (10)

5.1 催化剂床层体积和高度的计算 (11)

5.2 确定氧化反应器的基本尺寸 (12)

5.3 床层压力降的计算 (12)

5.4 传热面积的核算 (13)

5.4.1 床层对壁面的给热系数1 (13)

5.4.2 总传热系数的计算 (13)

5.4.3传热面积的核算 (14)

5.5 反应器塔径的确定 (15)

5.6 设备的壁厚计算 (16)

5.6.1 釜体筒体壁厚计算 (16)

5.7附属设备计算 (17)

5.7.1 支座的选择 (17)

5.7.2人孔 (17)

5.7.3接管及其法兰选择 (17)

5.7.4 进料管 (17)

5.7.5温度计接管 (18)

5.7.6 不凝气体排出管 (18)

第六章设计结果汇总 (19)

设计评述与总结 (20)

参考文献 (21)

符号说明 (22)

第一章绪论

环氧乙烷的工业化生产已经有80多年的历史，20世纪20年代初，UCC公司首次采用氯醇法工艺生产环氧乙烷并建立了工业化生产装置，但由于其存在腐蚀设备、污染环境和耗氯量大等一系列问题。30年代后期，公司基于Lefort有关银催化剂的研究成果，使用银催化剂，推出空气法乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺。1958年，Shell公司采用氧气代替空气作为生产环氧乙烷的氧原料，推出氧气法乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺，产品纯度可达99.99%。由于氧气氧化法比空气氧化法有明显的优越性，目前国内外环氧乙烷的生产几乎全部采用的生产方法是：以银作催化剂，在列管式固定床反应器中，用纯氧与乙烯反应，采用乙烯直接氧化生产环氧乙烷。目前全球环氧乙烷的生产由英荷Shell、美国SD(科学设计公司)和UCC三家公司所垄断，约占环氧乙烷总生产能力的90％以上。这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。在工艺技术方面都由反应部分、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。

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。早期引进的空气法环氧乙烷装置大多也改造为氧气法。目前我国的生产装置主要集中于上海石化，扬子石化，茂名石化和燕山石化等，基本上为引进技术。2004年我国EO生产能力仅为112.5万吨，市场缺口达到240万吨，远不能满足消费需求，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。

本设计采用氧气直接氧化法，对原有的单元设备进行生产能力标定和技术经济评定。在此基础上，查阅了大量资料，根据设计条件，通过物料衡算、热量衡算、反应器的选型及尺寸的确定，计算压降、催化剂的用量等，设计出符合设计要求的反应器。

第二章设计方案简介

目前，我国工业生产环氧乙烷的方法有氯醇法和乙烯氧化法两种，乙烯氧化法又分为乙烯空气氧化法及乙烯氧气氧化法。

(1)氯醇法

氯醇法环氧乙烷生产分两步进行：①氯气与水反应生成次氯酸，再与乙烯反应生成氯乙醇；②氯乙醇用石灰乳皂化生成环氧乙烷。

(2)直接氧化法

直接氧化法，分为空气法和氧气法两种。这两种氧化方法均采用列管式固定床反应器。反应器是关键性设备，与反应效果密切相关，其反应过程基本相同，都包括反应、吸收、汽提和蒸馏精制等工序[8]。

①空气氧化法：此方法用空气为氧化剂，因此必须有空气净化装置，以防止空气中有害杂质带入反应器而影响催化剂的活性。空气法的特点是有两台或多台反应器串联，即主反应器和副反应器，为使主反应器催化剂的活性保持在较高水平(63~75％)，通常以低转化率进行操作，保持在20~50％范围内。

②氧气氧化法：氧气法不需要空气净化系统，而需要空气分离装置或有其它氧源。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。从吸收塔顶出来的气体必须经过脱碳以除去二氧化碳，然后循环返回反应器，不然二氧化碳浓度超过15％(mol％)，将严重影响催化剂的活性。

(2)环氧乙烷的生产方法比较

环氧乙烷的生产方法各具特点。

氯醇法生产工艺的严重缺点大致有：①消耗氯气，排放大量污水，造成严重污染；②乙烯次氯酸化生产氯乙醇时，同时副产二氧化碳等副产物，在氯乙醇皂化时生产的环氧乙烷可异构化为乙醛，造成环氧乙烷损失，乙烯单耗高；③氯醇法生产的环氧乙烷，醛的含量很高，约为5000~7000mg/m3，最低亦有2500mg/m3。氯醇法生产环氧乙烷，由于装置小、产量少、质量差、消耗高，因而成本也高，与大装置氧化法生产的高质量产品相比失去了市场竞争能力。采用氯醇法生产环氧乙烷的小型石油化工厂正在受到严重的挑战。

故根据环保及成本的限制要求本实验采用直接空气氧化法。

第三章 物流流程及说明

本次设计采用氧气氧化法进行环氧乙烷的生产，以氧气作为氧化剂，乙烯在1MPa 、240℃下通过装有银催化剂的固定床反应器，直接氧化为环氧乙烷。环氧乙烷的生产系统分为三部分：反应系统、回收系统和二氧化碳脱除系统，如图所示。

氧化反应器

再生塔

接触塔

环氧乙烷洗涤塔

环氧乙烷解析塔

再吸收塔

乙二醇进料解析塔

环氧乙烷浸渍塔

乙烯氧气

循环压缩机

工业水

产物出口

去乙二醇系统

二氧化碳碳酸钾

氧化反应器

图2-1 银催化氧化乙烯合成环氧乙烷工艺流程

(1)环氧乙烷的反应系统

反应系统是以一种循环过程来操作的，以乙烯和氧气为原料使用甲烷致稳。从外界贮罐来的乙烯在过滤器中进行过滤，经换热器预热，然后按着一定的路线进入混合器，与从环氧乙烷吸收塔顶部通过分离器分离出的循环气进行混合，乙烯混合器中的循环气进入压缩机的吸入口并在氧气混合器之前，由压缩机进行压缩。

从外界来的氧气进料通过过滤器之后在流量控制下进入氧气混合器。为了能在进料之后和开车期间可靠地对氧气混合器进行吹扫，一个高压氮气压缩机及氮气吹扫罐连接在紧靠氧气混合站上游的氧气进料线上。为控制循环气中的二氧化碳浓度，一股循环气的分支物流被送往二氧化碳脱除工段。

从氧气混合器出来的含有乙烯和氧气的循环气，在换热器的管程进行加热后进入反应器。在反应器的壳程用石蜡油来移走反应热，以控制反应温度。含有环

氧乙烷的氧化气进入附带的循环气/锅炉给水预热器，而后反应器出口全体流经循环器换热器的壳程，与反应器入口气体换热，被进一步冷却下来，之后循环气体进入循环气冷却器进行最后的冷却。

本反应使用一种气相状态的抑制剂来控制反应活性，循环气在氧气进料混合器和循环气热交换器之间分叉转向压入装有液体二氯乙烷的贮罐，使这股循环气中的二氯乙烷浓度达到饱和，然后在乙烯进料混合器和循环气压缩机之间再次进入反应循环气中。反应进料不是绝对纯净，有必要依次从分离器下游定期排放惰性组分。

(2)环氧乙烷的回收系统

从冷却器出来的氧化气进入到环氧乙烷吸收塔底部，使用从环氧乙烷气提塔底部过来的乙二醇水溶液以及从泵过来的工艺水进行吸收，保证吸收液的浓度恒定在7.5％(wt％)，被吸收下来的环氧乙烷按一定的路线进到氧化物/水闪蒸罐进一步闪蒸出惰性气体，然后经换热器进入环氧乙烷气提塔使环氧乙烷和水进行分离。环氧乙烷蒸汽从塔顶出来经冷却器进行冷凝后收集在回流罐中，回流罐中的环氧乙烷用泵打出一部分返回到环氧乙烷气提塔顶部作回流用，另一部分送往排气塔中脱除二氧化碳，塔底用再沸器进行加热，塔底中不含二氧化碳的环氧乙烷经冷却器冷却后用泵送到环氧乙烷贮罐。

环氧乙烷气提塔顶部冷凝器中的不凝气送到惰性气体洗涤塔中，同闪蒸罐中闪蒸出的惰性气体一起被洗涤后送往尾气压缩机吸入罐中，再进入尾气压缩机中压缩，经二氧化碳脱除系统进入环氧乙烷反应循环系统。

在环氧乙烷吸收塔中未被吸收下来的环氧乙烷以及其它惰性气体经分离器进一步分离之后送往乙烯混合器中循环使用。

(3)二氧化碳脱除系统

来自尾气压缩机的一股气流和尾气压缩机出口的气流混合为一股，进入二氧化碳吸收塔的底部，与从塔顶向下流动的吸收剂在填料上充分接触完成吸收后，进入二氧化碳水洗塔，通过填料层和除雾器，除掉气流中夹带的微量的钾和矾的化合物微粒，以防止这些物质带入反应器造成催化剂中毒。这股气流冷却后返回到循环气流中，与其它物流混合。

从二氧化碳吸收塔顶部流下的二氧化碳吸收剂，在与循环气接触完成二氧化

碳的吸收之后，在二氧化碳吸收塔底部靠压差进入闪蒸罐中，这时的吸收剂被称为富吸收剂，富吸收剂在闪蒸罐中进行减压闪蒸，闪蒸出来的气体进入尾气压缩机，再吸入罐中，经尾气压缩机压缩后进入循环系统。闪蒸后的吸收剂流向二氧化碳再生塔的顶部，经再沸器加热后，被吸收的二氧化碳就释放出来，排入大气中。再生后的吸收剂被称为贫吸收剂，贫吸收剂集聚于再生塔的底部，被分为三股，一股经再沸器加热循环，一股经泵在过滤器中过滤存货使用，余下的进入贫吸收剂闪蒸罐中再次进行闪蒸后由贫吸收剂泵打回吸收塔中进行下一个循环。

水洗塔有两个循环回路来移走气体物流中的微量钾和矾的化合物，用二氧化碳水洗塔下部循环泵把塔底的液体抽出来经一个冷却器送到下部填料段的顶部。用二氧化碳水洗塔上部的循环泵从上部填料段的底部抽出液体，循环到上部填料段的底部，抽出液体再循环到上部填料段的顶部。两个循环泵系统共用一台公用的备用泵。高压工艺水通过一流量控制器补充到上部的循环回路中，以便控制水洗塔中钾的浓度。用二氧化碳吸收剂罐和二氧化碳吸收剂池作为二氧化碳脱除系统运行的必要装置。不论是吸收剂罐还是吸收剂池都使用通入65kg/cm2压力蒸汽的蛇管进行加热，以防止环境温度下结冰上冻，用贫吸收剂过滤器循环泵和二氧化碳吸收剂池泵在系统和贮存器之间进行吸收剂的输送。

第四章设计计算说明书

4.1反应器的物料衡算

(1)反应部分的工艺参数

环氧乙烷生产能力：2.6万吨/年；年操作时间：7200小时

进入反应器的温度：210℃；反应温度：240℃

乙烯转化率：32％；选择性：65%

反应空速：50001 h；生产过程安全系数：1.04

反应产物分离后回收率：90%

原料组成如表4-1所示：

表4-1 原料气的组成及各组分的分子量

组分 42H C

2CO

2O 2N

含量（mol%)

3.5

7.5 5.6 83.4

表4-2 各组分的分子量

组分 42H C

2CO 2O 2N O H C 42 O H 2

分子量

28 44 32 28 44 18

(2)反应部分的基础计算

①以100kmol/h 气体进料为基准，根据已知原料气的组成，计算出每小时进入反应

器的各种气体组分的摩尔数，计算结果列于表4-3中。 ②根据反应方程式及已知数据，计算反应器出口的气体量。 主反应：

O H C O CH CH 422222

1

→+=

(4-1)

副反应：

O H CO O CH CH 22222223+→+= (4-2)

已知乙烯转化率为32％，选择性为65％，进入反应器的乙烯量为3.5kmol/h ，所以 由式(4-1)有 消耗乙烯量：3.5×0.32×0.65＝0.728kmol 消耗氧气量：0.728×0.5＝0.364kmol 生成环氧乙烷量：0.728kmol

由式(4-2)有 消耗乙烯量：3.5×0.32×(1-0.65)=0.392kmol 消耗氧气量：0.392×3=1.176kmol 生成二氧化碳量：0.392×2=0.784kmol 生成水量：0.392×2=0.784kmol

则可知 未反应的乙烯量：3.5-0.728-0.392=2.38kmol

未反应的氧气量：5.6-0.364-1.176=4.06kmol 出反应器的二氧化碳量：7.5+0.784=8.284kmol 出反应器的水量：0+0.784=0.784kmol

氮气的量在反应过程中不发生变化，所以出口气体中各组分的量如表4-3所示。

表4-3 反应器入口和出口的气体量(kmol/h) 组分 42H C

2CO

2O

2N

O H C 42

O H 2

入口 3.5 7.5 5.6 83.4 0 0 出口

2.38

8.284

4.06

83.4

0.728

0.784

(3)实际装置每小时生产的环氧乙烷可折算为

h kmol /2.919

.0447200106.27

=???

综上所述，气体进料为100kmol ／h 时，可生产环氧乙烷0.728kmol/h 。若要达到91.2kmol/h 的环氧乙烷生产能力，则所需原料量为

h k m o l /47.12527728

.0100

2.91=?

为了保证所设计的装置能够达到所要求的生产能力，必须考虑到原料损失等因素，一般取安全系数为1.04

则实际进料量为1.04×12527.47＝13028.57kmol/h (4)原料气与氧化气的组成计算

根据基准气体进料为100kmol/h 时的计算结果，可以折算出实际进料量为13028.57kmol/h 时的物料衡算情况。如表4-4所示

表4-4 实际原料气进料时的物料衡算

组分

kmol/h kg/h mol% wt% 42H C

465.31 13028.57 3.5 3.3 2O

729.54 23345.30 5.6 6.1 2CO

977.06 42990.67 7.5 11.2 2N

10864.95

304218.53

83.4 79.4 O H C 42

O H 2

0 0 0 0 合计 13036.86

383583.07

100

100

表4-5 氧化气的物料衡算

组分

kmol/h kg/h mol% wt% 42H C

310.05 8681.53 2.38 2.26 2O

528.92 16925.35 4.06 4.82 2CO

1078.68 47462.02 8.28 12.33 2N

10864.95 304218.53 83.4 79.03 O H C 42

95.10 4184.50 0.73 1.08 O H 2

101.61 1829.01 0.78 0.48 合计 12979.31

383280.94

100

100

4.2反应器的热量衡算

反应器的热量衡算（基准温度取298.15K)

O H CO O H C O

H C O H C 22242422422232

1

+→+→+

反应热根据试验数据，在298.15K 时的标准反应热为

mol kJ H mol kJ H /1.1323;/38.10321-=?-=?Φ

Φ。

反应器的热量衡算，设原料气带入的热量为Q 1，氧化气带出的热量为Q 2，反应热为Q r ，反应器的撤热量为Q ，当忽略热损失时，有

Q 1+Q r =Q 2+Q 各组分的比热

①由《化工设计》在热量衡算中可知，在工程计算中，常使用物质的平均定压摩尔热容C Pf 。

假如物质在T 1到T 2范围内的C P -T 关系为一直线，可以证明，此温度范围内的平均定压热容C Pf 等于2)(21T T +温度下物质的热容，也等于T 1到T 2温度下物质热容C P1和C P2的算术平均值2)(21P P C C +，一般来说，物质的C P -T 关系不是直线，但他的曲率并不大，只要计算时温度范围不大，常把曲线关系当做直线关系来近似处理，所以上述平均热容的办法可行。

在《物理化学》书中差得不同温度下的比热容，如下表

组分

298.15K 时P C / （J ／mol ?K)

483.15K 时P C / （J ／mol ?K)

513.15K 时P C / （J ／mol ?K) 乙烯 43.72 61.82 62.688 氧气 29.355 30.90 30.058 氮气 29.12 29.52 28.512 二氧化碳 37.11 44.04 43.421 环氧乙烷 47.91 74.813 水

33.577

34.061

由2)(21P P Pf C C C +=计算得平均热容如下表

组分

（298.15K-483.15K ）的Pf C

（J ／mol ?K)

(298.15K-513.15K)的Pf C

（J ／mol ?K) 乙烯 52.30 53.204 氧气 30.13 29.71 氮气 29.32 28.816 二氧化碳

40.57

40.266

由2)(21P P Pf C C C +=计算得平均热容如下表 由热量计算式 Q=m ?C Pf (T 1-T 2) (1)气体原料带入的热量Q 1的计算

()()

h

KJ Q /10478.715.298-15.48306.97757.4095.1086432.2954.72913.3031.46577.5271?=??+?+?+?=

(2)反应后气体产物带走热量2Q 的计算

()h

KJ Q /10561.815.298-15.51310.95362.6164.101819.3395.10864816.2868.1078

266.4026.54971.2905.310204.5372?=?

???? ???+?+?+?+?+?=

(3)r Q 反应热的计算

h

KJ Q r /10891.735.032.01031,4651.132365.032.01031.46538.1037

33?=????+????=

(4)传给导生油的热量Q 的计算

按热量衡算原理（忽略散热损失）反应前后热量守恒则

021=+--r Q Q Q Q

则传热量为

h

KJ Q Q Q Q r /10808.610561.810891.710478.77

7

7721?=?-?+?=-+=

第五章 反应器的设计

在物料衡算和热量衡算的基础上，可以对反应部分主要设备的工艺参数进行优化计算。这一部分主要是反应器的工艺参数优化。

设计生产能力：2.6万吨/年；生产过程安全系数：1.04；年操作时间：7200小时；本设计采用两台反应器并联进行反应。

水 33.819 环氧乙烷

61.362

已知：(1)每小时输入的原料气量总为13028.57kmol/h ；

(2)以银为催化剂，颗粒为球形，d=5mm ，空隙率5.0=ε； (3)反应温度为240℃，操作压力为1MPa ，空速为5000h -1； (4)反应器列管规格为32×3.5mm ；

(5)反应热用油撤走，导出液进口温度230℃，导出液出口温度235℃； (6)原料气进口温度为210℃，氧化气出口温度为240℃。 5.1 催化剂床层体积和高度的计算

催化剂总体积)(3m V R 是决定反应器主要尺寸的基本依据，其计算公式如下所示（由《化工设计手册》可查）： v

S V V R 总

= （5-1） 式中总V --原料气流量，h m /3； v S —空速，1-h 。

进入反应器的气体总流量为13028.57 kmol/h ，空速为S v =50001-h ，则反应器中催化剂的装填体积R V 为：

由于气体进料则PV=nRT 可计算

V=1

336.1002.410

0.115.483314.8--?=??=mol m P RT 33

3047.1050001002.41013028.57m S VF S V V V v R =???===-总

固定床反应器采用两套并联计算公式如下所示

2A V

H R = （5-2）

假设每根管长为6m ，反应器内催化剂填充高度为管长95% 床层高度为m 7.5%956H =?=故2R m 92.07

.5247

.102H V A =?==

5.2 确定氧化反应器的基本尺寸

对于列管式固定床反应器，首先应根据传热要求选定选择32×3.5mm 的不锈钢管作为反应器的反应管规格，再求出反应管根数n 。

反应管内径：d i =32-3.5×2=25mm=0.025m

(根据《化工原理（上）》附表7.2<热轧无缝钢管>GB8163-87选择) 反应管根数

i

i R

d H

d V 224

2A

4

n ?=

??=

π

π

（5-3）

由公式(5-10)可得64.3869025.04

0.95

2n 2

=??=

π

根

经圆整可得，反应管根数为3870根。 5.3 床层压力降的计算

由《基本有机化学工程》(下册)可查得如下计算公式[9]

]75.1)1(150[13G d d g G H P p

p g +-?-???=?μ

εεερ （5-4）

式中 △P ——床层压力降，2/m kg , H ——催化剂床层高度，m ： G ——质量流速，kg/m 2.s , g ρ——气体密度，kg/m 3； g ——重力加速度，m/s 2； ε——固定床空隙率；

p d ——催化剂颗粒当量直径/m ； μ——气体粘度，Pa·S 或(kg/m·s)； 本次设计所选用的催化剂为d=5mm 的球型，计算其直径为m d 005.0=

m H 7.5= 5.0=ε )/(08.563600

95.02/07.3835832s m Kg h

Kg A m G ?=??==

s Pa ??=-51071.2μ 3

/17.7m Kg =ρ

由式5-4得

7.5)08.5675.1005

.01071.2)5.01(150(5.05.01005.08.917.756.085

3??+??--???=?-P

M P a m kg 368.0/1.3683682==<1MP 故符合

5.4 传热面积的核算

5.4.1 床层对壁面的给热系数1α

对于氧化反应器，催化剂床层是被冷却的。此时催化剂床层与反应器内壁的给热系数1α，可用下式(见《环氧乙烷与乙二醇生产》)进行计算：

)6.4e x p ()(5.37.01i

p g g p g i

d d u d d -???=?μρλα （5-5） 式中1α—床内气体的给热系数，)/(2K m W ?；i d —反应管内径，m ； p d —催化剂颗粒直径，m ；g λ—通过床层的气体的导热系数，)/(2K m W ? , m μ—气体的粘度，kg/m·s ；u —气体的线速度，m/s;

g ρ—通过床层的气体的密度，3/m kg 。

气体的线速度可由公式

u

V A 3600总

= （5-6）

得 s m u /68.70.84

23600104.021013028.57-3

3=?????=

由公式5-5得 )025.0005

.06.4e x p ()1071.217.77.68005.0(025.0042.05.37.05

1?-??????=-α

)/(25.12632k m W ?=

5.4.2 总传热系数的计算

以管外表面为基准，不锈钢反应管导热系数取)/(97.17C m W ??=λ。 其计算公式如下[10]

2

1221211ln 211

αλα++?=d d d d d K （5-7）

参见《化工原理（上）》式6-117 由公式(5-7)可得 650

12532ln 97.172032.025321263.2511

+

?+?=

K

)/(85.6032K m W ?= 5.4.3 传热面积的核算

对数平均温差公式为（《化工原理》上）

2

12

1ln t t t t t m ???-?=? （5-8）

换热介质采用逆流，则由5-15得 K t m 41.22210

235230250ln

)

210235()230250(=-----=

?

又

m

t K Q A ??=

需 （5-9）

则有 2

3728.116941

.22360.8536002/1010808.6m A =????=需

又

n L d A ???=π实 （5-10）

则有

2338706032.014.3m A 33.152=???=实

可知A 实>A 需，即实际传热面积大于按传热计算所需的传热面积，所以设计符合要求。

5.5 反应器塔径的确定 查化工工艺设计手册有

'

2)1(b n t D c +-?= （5-9）

式中D —壳体内径，m ； t —管中心距，m ； c n —横过管中心线的管数；

'b —管束中心线最外层管的中心至壳体内壁的距离

m d t 0438.0032.0368.1368.12=?==；

一般取2')5.1~1(d b = ,取m d b 0448.0032.04.13.12'

=?==

管子按正三角形排列如下图

则

n n c 1.1= （5-10） 由公式5-10，可得694.681.1≈=?=3870c

n

所以，由公式5-9可得

m D 3.0744=?+-?=0488.02)169(0438.0本反应器取最小壁

厚为20mm ，故外径为

mm D 14.4374.4312200'

=?+=。经圆整后反应器外径为3200mm 。

5.6 设备的壁厚计算 5.

6.1 釜体筒体壁厚计算

根据工作条件，P=1MPa 为设计内压。 筒体的设计厚度：

2t i ][2C P PD d +-=φσδ=665.1411

8.0147232001=+-???≈14.67mm 式中：

δd —— 圆筒设计厚度，mm ； D i —— 圆筒内径 ，mm ； P —— 内压设计压力，MPa ；

Φ —— 焊接接头系数，考虑到夹套的焊接取0.8； C 2 —— 腐蚀裕量，取 1 mm ；

[σ]t ——材料许用应力：[σ]250 = 147 MPa 。

考虑到钢板负偏差，初选C 1 = 0.8 mm （表10-10[1]）。

所以，内压计算筒体壁厚：14.67+ 0.8 = 15.47mm ，圆整后取16mm.

校核筒体及封头水压实验，根据式 ()

0.92T i e t s e

p D δσσδ+=

≤?

式中δe=δn-C=16-1-0.8=14.2mm P T =1.25P[σ]/ [σ]t =1.5MPa 则 1.5×（3200+14.2）/(2×14.2)=169MPa

0.9Φσs=0.9×0.8×345=248MPa>σT ，故满足要求。

[]σ——压力试验温度下的材料的许用应力

[]t σ——正常工作温度下的材料的许用应力

T p ——容器的设计压力

则筒体外径DN=3232mm

根据筒体由化工制图查得封头H=815mm,壁厚取15mm. 塔高：H 0=2H+L=6000+2×815=7630mm

10m3立式环氧乙烷储罐设计及安全

1 前言 随着我国石油化工业的迅速发展，各类事故也不断发生。化工业接触的都是危险品，因此对这些危险品的控制相当重要。以环氧乙烷为例，它就是易燃、高危物质，储存的时候也要确保安全。因此对于环氧乙烷储罐有一定的设计要求。 环氧乙烷有杀菌作用，对金属不腐蚀，无残留气味，因此可用材料的气体杀菌剂。通常采用环氧乙烷-二氧化碳（两者之比为90：10）或环氧乙烷-二氯二氟甲烷的混合物，主要用于医院和精密仪器的消毒。环氧乙烷用熏蒸剂常用于粮食、食物的保藏。但其也有很大的健康危害性。它是一种中枢神经抑制剂、刺激剂和原浆毒物。急性中毒：患者有剧烈的搏动性头痛、头晕、恶心和呕吐、流泪、呛咳、胸闷、呼吸困难；重者全身肌肉颤动、言语障碍、共济失调、出汗、神志不清，以致昏迷。还可见心肌损害和肝功能异常。抢救恢复后可有短暂精神失常，迟发性功能性失音或中枢性偏瘫。皮肤接触迅速发生红肿，数小时后起泡，反复接触可致敏。液体溅入眼内，可致角膜灼伤。慢性影响：长期少量接触，可见有神经衰弱综合征和植物神经功能紊乱。 本设计完成了10m3立式环氧乙烷储罐的设计，并对环氧乙烷储罐在设计、制造安装、使用、维护与定期检验提出了相应的安全技术要求。设计的环氧乙烷公称直径为1800mm，壁厚为12mm，对筒体与封头做了水压试验强度校核；对人孔的补强做了计算，计算补强圈的厚度为8mm ；选择了支座类型为A4型耳式支座。 本次设计各项参数均按照相关标准决定，主要有GB150-98《钢制压力容器》，《压力容器安全技术监察规程》99版，JB/T 4736-2002《补强圈》，HG 20592~20614-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》，JB/T 4725-1992《耳式支座》，HG 21520-1995《垂直吊盖带颈平焊法兰人孔》等。 本次设计流程为：首先进行结构设计，确定为立式筒体储罐；然后进行材料选择，为0Cr18Ni9；再进行设计计算、强度校核与及零部件选型；最后进行开孔补强计算、安全阀的选型与校核。

最新环氧乙烷灭菌器的验证

第一章总则 1 2 1.1 目的 3 根据GB18279--2000标准(《医疗器械的灭菌――环氧乙烷灭菌的验证及日常控 4 制》)的要求，对环氧乙烷灭菌器进行有效性确认(验证)，以保证满足一次性医疗器械无菌5 的要求。 6 1.2 范围 本验证方案仅适用于杭州电达消毒设备厂生产(及改造)的HDX系列环氧乙烷灭菌器的验 7 8 证。 9 注意：本验证资料仅作为本厂对使用单位（用户）技术服务的延伸，不宜作为任何方式的认证（如CE认证、ISO9000认证等）的依据。 10 11 1.3 验证 12 1.3.1 验证方案：验证方案由供应方（杭州电达消毒设备厂，下同）制定，并经使用单位13 （用户）管理者代表确认后，方可实施。 14 1.3.2 验证实施：使用（用户）单位应由相关职能部门的人员组成验证小组，并负责按照15 验证方案组织实施环氧乙烷灭菌器的验证；供应方可派技术人员提供协助。 16 1.3.3 验证结论：应由双方人员共同对验证的过程和所取得的数据进行确认，形成验证结17 论并会签。 18 1.3.4 验证资料：所有有关验证的资料、所取得的数据、记录和验证报告由使用（用户）19 单位妥善保管、存档。 第二章验证方案 20 21 2.1 物理性能确认

2.1.1 真空速率试验 22 23 要求：预真空至-15Kpa的时间≤6min 24 预真空至-50Kpa的时间≤30min 条件：温度──恒定 25 26 2.1.2 真空泄漏试验 27 要求：预真空── -50Kpa 28 泄漏速率──≤0.1Kpa/min 29 条件：温度──恒定 30 时间── 60min 2.1.3 正压泄漏试验 31 32 要求：正压──＋50Kpa 33 泄漏速率──≤0.1Kpa/min 34 条件：温度──恒定 35 时间── 60min 36 2.1.4 加湿试验 37 要求：湿度明显变化并在30～85％RH范围内38 条件：温度──恒定

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。故采用操作压力为2Mpa左右。 4、反应温度及空速的影响： 影响转化率和选择性的主要因素是温度。温度过高，反应速度快、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℃。 另一个因素是空速，与温度相比次因素是次要的，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，也影响催化剂得空时收率和单位时间的放热量，故必须全面衡量，现工业上采用的混合起空速一般为7000/h左右，也有更高。以氧气作氧化剂单程转化率控制在12-15%，选择性可达75-80%后更高。 5、原料纯度及配比： 原料其中的杂质可能给反应带来不利影响：使催化剂中毒而活

环氧乙烷工艺概述(经典)

环氧乙烷情况概述 1.1. 装置概况及特点 1.1.1.装置建设规模(反应初期) EO/EG装置能力为20.89万吨/年当量环氧乙烷（EOE）。 工况1： 10万吨/年高纯环氧乙烷(EO)，13.89万吨/年一乙二醇(MEG)，1.15万吨/年二乙二醇(DEG)，0.06万吨/年三乙二醇(TEG)。 工况2： 5.21万吨/年高纯环氧乙烷(EO)， 20万吨/年一乙二醇(MEG)，1.65万吨/年二乙二醇(DEG)，0.087万吨/年三乙二醇(TEG)。 装置乙烯各工况下的反应初期与反应末期年消耗均为150000吨。 1.1. 2.建设性质 本项目属于新建项目。 1.1.3编制依据 美国科学设计公司（SD）为辽宁北方化学工业有限公司环氧工程项目编制的EO/EG装置工艺包； 《石油化工装置基础工程设计内容规定》 SHSG-033-2003 其他设计依据参见总说明的编制依据。 1.1.4装置的组成、设计范围和设计分工 EO/EG装置分为环氧乙烷反应和吸收系统、二氧化碳脱除系统、环氧乙烷解吸和再吸收系统、环氧乙烷精制系统、乙二醇反应和蒸发系统、乙二醇脱水和精制系统、多乙二醇分离系统、公用工程蒸汽和凝液系统等单元组成。SD公司负责装置的工艺包设计，中国寰球工程公司负责初步设计与施工图设计。 1.1.5装置的年运行时数、操作班次和装置的定员 1.1.5.1年操作小时数 装置年操作小时数为7560小时。 1.1.5.2操作班次 本装置工作制度为四班三倒。 1.1.5.3装置的定员 装置定员为103人。

1.2 原料、产品及副产品 1.2.1原料的规格、用量、运输方式及来源 EO/EG装置主要原料为乙烯、氧气、甲烷等，其规格见工艺说明部分，乙烯年消耗在各工况下均为150000吨，其余原料用量根据催化剂的活性调整。各原料用量、运输方式及来源情况见表1.2-1。 表1.2-1 原料规格、用量及来源 1.2.2产品和副产品产量、运输方式 装置的主要产品为高纯环氧乙烷、一乙二醇，副产品为二乙二醇、三乙二醇，其规格见工艺说明部分，产量与运输方式见表1.2-2。 表1.2-2 产品和副产品产量、运输方式 注：以上表格中的产量为反应初期产量。

苯乙烯生产工艺(完整资料).doc

此文档下载后即可编辑 课题：乙苯脱氢生产苯乙烯 第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯 一、概述 １.苯乙烯的性质和用途 苯乙烯的化学结构式如下： 苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。具有高折射性和特殊芳香气味。沸点为145 ℃，凝固点 －30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。 苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1．1％～6．01％。 苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS ）树脂。也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。 苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生产 ABS 工程塑料；与丙烯腈共聚可得AS 树脂；与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。此外，苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业。 CH=CH 2 CH=CH 2

2．生产方法 工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外，出现了乙苯和丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新的工业生产路线，同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路线。迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力的 90％，仍然是目前生产苯乙烯的主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。本节主要介绍乙苯脱氢法生产苯乙烯。 二、反应原理 1.主、副反应 主反应： ＋H 2 △H Φ 298=117.6KJ/mol 在主反应发生的同时，还伴随发生一些副反应，如裂解反应和加氢裂解反应： ＋ ＋CH 4 +C 2H 4 +H 2 +C 2H 6 在水蒸气存在下，还可发生水蒸气的转化反应 +2H +2CO 2+3H 2 CH 2—CH 3 2 CH 2— CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3

乙烯直接氧化制环氧乙烷银催化剂

《乙烯直接氧化制环氧乙烷银催化剂》 姓名： 班级： 学号： 成绩：

乙烯直接氧化制环氧乙烷银催化剂 摘要：要从技术现状、技术进展和发展趋势等几方面，对国内外乙烯直接氧化制环氧乙烷的银催化剂的进展情况进行了综述。重点阐述了Shell催化剂、SD催化剂、VS催化剂的技术研究现状，并针对我国环氧乙烷生产装置和催化剂研究状况，提出了今后环氧乙烷催化剂的发展方向和建议。 关键词：乙烯；直接氧化；环氧乙烷；催化剂 Abstract：Advances in silver catalyst for ethylene oxide from ethylene by direct oxidation at home and abroad were re—viewed。based on the status-progress-and trend of its technology．The research status of catalysts-such a8 Shell.SD-and YSwere expounded emphatically．Aiming at the process unit of ethylene and research status of relative catalyst in China．the developing direction and suggestion of the catalyst for ethylene oxide in future were put forward． Key words：ethylene；direct oxidation；ethylene oxide；catalyst

环氧乙烷储罐安全技术.doc

2.5m3立式环氧乙烷储罐设计及安全 摘要 环氧乙烷是一种易燃，高度危害的有机化合物，对其储存运输等需注意。环氧乙烷储罐的设计需要很高的安全要求。本文设计了一个2.5立方环氧乙烷立式储罐，其公称压力为0.8MPa，公称容积为2.5m3。筒体公称直径为1200mm，壁厚为6mm。封头厚度为6mm，并对筒体和封头进行了压力试验校核。对人孔进行了开孔补强，补强圈厚度为6mm。选择安全阀型号为A42H-1.6P，并进行了校核，结果符合要求。选择支座类型为腿式A4-1100。 关键词：环氧乙烷，立式储罐，安全设计

目录 1 前言 (1) 2 结构设计 (2) 2.1 结构设计 (2) 2.2 筒体直径与高度的确定 (2) 3 强度计算 (4) 3.1 筒体壁厚设计 (4) 3.2 封头壁厚设计 (7) 3.3 开孔补强 (7) 4 零部件选择 (12) 4.1 支座选择 (12) 4.2 安全阀选型 (13) 5 安全技术要求 (16) 5.1 设计 (16) 5.2 制造、安装 (17) 5.3 使用、维护与保养 (19) 5.4 定期检验 (20) 6 总结 (22) 参考文献 (23)

1 前言 环氧乙烷是一种工业上重要的有机化合物，易燃，高度危害，不易长途运输，因此有强烈的地域性。其20摄氏度饱和蒸气压为145.91KPa，闪点一般小于-17.8摄氏度，引燃温度为429℃，爆炸下限为3.0%。 基于环氧乙烷的易燃性和高度危害性，一旦其发生泄露或是其他状况，很有可能造成危险性事故。所以环氧乙烷储罐的设计是很有必要的。其意义就在于保证环氧乙烷储存和运输的安全性，避免或减少事故的发生，并减少可能由此带来的经济损失。 本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素，结合给定的工艺参数，按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、人孔补强、接管、管法兰进行了选择和设计。 各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，主要有： GB150 钢制压力容器 压力容器安全技术监察规程 JBT 4736-2002 补强圈 JBT 4746-2002 钢制压力容器用封头 HG 20595-97 带颈对焊钢制管法兰。 JBT 4712-2007 容器支座 设计流程包括： 完成罐体和封头的强度计算；选择支座、法兰及密封面结构形式；完成人孔（或手孔）校核计算；完成安全附件的选型与核对；从设计、制造安装、使用管理和维护方面提出储罐的安全技术要求，提出定期检验要求和对缺陷检查与处理的方法；完成强度计算书、安全附件选型及安全技术。

环氧乙烷灭菌器的验证

第一章总则 1.1 目的 根据GB18279--2000标准(《医疗器械的灭菌――环氧乙烷灭菌的验证及日常控制》)的要求，对环氧乙烷灭菌器进行有效性确认(验证)，以保证满足一次性医疗器械无菌的要求。 1.2 范围 本验证方案仅适用于杭州电达消毒设备厂生产(及改造)的HDX系列环氧乙烷灭菌器的验证。 注意：本验证资料仅作为本厂对使用单位（用户）技术服务的延伸，不宜作为任何方式的认证（如CE认证、ISO9000认证等）的依据。 1.3 验证 1.3.1 验证方案：验证方案由供应方（杭州电达消毒设备厂，下同）制定，并经使用单位（用户）管理者代表确认后，方可实施。 1.3.2 验证实施：使用（用户）单位应由相关职能部门的人员组成验证小组，并负责按照验证方案组织实施环氧乙烷灭菌器的验证；供应方可派技术人员提供协助。 1.3.3 验证结论：应由双方人员共同对验证的过程和所取得的数据进行确认，形成验证结论并会签。 1.3.4 验证资料：所有有关验证的资料、所取得的数据、记录和验证报告由使用（用户）单位妥善保管、存档。 第二章验证方案 2.1 物理性能确认 2.1.1 真空速率试验 要求：预真空至-15Kpa的时间≤6min 预真空至-50Kpa的时间≤30min 条件：温度──恒定 2.1.2 真空泄漏试验 要求：预真空── -50Kpa 泄漏速率──≤0.1Kpa/min 条件：温度──恒定 时间── 60min 2.1.3 正压泄漏试验 要求：正压──＋50Kpa

泄漏速率──≤0.1Kpa/min 条件：温度──恒定 时间── 60min 2.1.4 加湿试验 要求：湿度明显变化并在30～85％RH范围内 条件：温度──恒定 预真空── -25～-50Kpa 2.1.5 灭菌室空载箱壁温度均匀性试验 要求：控制温度──℃，最大温差≤±3℃ 条件：压力──常压 24点温度传感器分布见附图 2.1.6 灭菌室空载空间温度均匀性试验 要求：控制温度──℃，最大温差≤±3℃，并确定冷点位置 条件：压力──常压 25点温度传感器分布见附图 2.1.7 满载温度均匀性试验 要求：控制温度──℃，最大温差≤10℃ 条件：压力──常压 负载──箱，负载分布见附图 25点温度传感器分布见附图 2.2 微生物性能确认（半周期法） 要求：⑴．通过半周期法，在保持其它灭菌工艺不变的条件下，将灭菌作用时间进行变化，并将不同灭菌作用时间的灭菌指示物(枯草杆菌的黑色芽胞变种――Atcc9372)在无菌环境下进行培养，检测试验微生物生长，找出细菌全部杀灭的时间临界值（最短有效灭菌时间）。 ⑵．应至少重复进行1～2次该时间临界值的有效性确认。 条件：⑴．灭菌工艺 灭菌温度──℃ 保温时间──分钟 预真空── Kpa 保压时间──分钟 湿度── 30～85％RH 加药量── mg/l（ Kg/ m3） 灭菌时间──分钟 换气真空度── Kpa 换气次数──至少３次

环氧乙烷产量及相关

环氧乙烷产量及相关资料 廖芝建---西南民族大学应用化学专业预备学士 绪论 环氧乙烷(EO)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，是用途广泛的有机合成中间体，其特殊的三元环结构决定了环氧乙烷的特殊反应活性，由环氧乙烷衍生可得到一系列非常重要的精细化工产品。 环氧乙烷的主要用途是生产乙二醇（EG），乙二醇可进一步加工成聚酯纤维和树脂，还可以用作防冻剂北方成分。环氧乙烷的的二大用途是生产用于洗涤剂工业的乙氧基化物。环氧乙烷还用于制造其它醇类（如聚乙二醇、二甘醇、三甘醇等）、乙醇胺、乙二醇醚类、非离子表面活性剂、防冻剂、增塑剂、添加剂、溶剂、香料、高能燃料、推进剂等。另外由于环氧乙烷有广谱、高效、低温灭菌的特点，因此也用作熏蒸剂、杀虫剂、杀菌剂以及一次性医疗器械的消毒剂等。 特性：环氧乙烷常温下为无色气体，有乙醚气味，易溶于水、乙醇和乙醚。有毒易燃，在空气中易形成爆炸混合物，遇火星、高热有燃烧爆炸危险，化学性质活泼，能与许多化合物起反应。 摘要 目前，我国环氧乙烷生产装置主要集中在中国石油和中国石化两大集团，以及近年建成投产的中外合资的扬巴石化和中海油惠州石化，2006年，我国环氧乙烷生装置总能力超过了200万t／a。我国环氧乙烷生产企业中，除中国石油吉联的环氧乙烷装置外，其余下游均

配套生产7,--醇装置，我国环氧乙烷商品量较少。 环氧乙烷囚具有易燃易爆的特点，不宜长途运输，所以限制了该产品的直接进口和出口，EO的进出口主要体现在下游产品。由于国内环氧乙烷产能有限，所以下游产品进口量最多的是乙二醇，2006年乙二醇进口量高达406万t，其它进口的下游产品还包括：乙二醇醚1l3万t，乙醇胺9．4万t，非离子表面活性剂18．4万t。 近几年随着改革开放的持续深化，特别是“十一五”期间，我国聚酯与表面活性剂等领域的迅猛发展，环氧乙烷己远不能满足市场需求，1999年约20万t，2002年增长到32万t，2005年增长到40万t，2007年国内EO的总产量54万t。故对环氧乙烷市场进行分析就显得极为重要。 正文 1、环氧乙烷的制备： 烯烃易被氧化。按所用氧化剂和反应条件的不同，主要在双键位置上发生反应，得到各种氧化产物。 （1）空气催化氧化：工业上，在银或氧化银催化剂的存在下，乙烯可被空气催化氧化为环氧乙烷。 CH2=CH2 + 1/2 O2 （Ag）→ EO （2）用过氧酸氧化乙烯也可以得到环氧乙烷。 CH2=CH2 + CH3OOOH → EO + CH3OOH (3 )由于科学技术的不断发展，现在已衍生多种更高产量的合成法。例如：1、Shell公司还开发出高选择性系列催化剂的新产品S．880，

苯乙烯流程图

课题：乙苯脱氢生产苯乙烯 授课内容： ●乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理 ●乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程 知识目标： ●了解苯乙烯物理及化学性质、生产方法及用途 ●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理 ●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程 能力目标： ●分析和判断影响反应过程的主要因素 ●分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响 思考与练习： ●乙苯脱氢生产苯乙烯反应中有哪些副反应？ ●影响乙苯脱氢生产苯乙烯反应过程的主要因素有哪些？ ●绘出乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程图 授课班级：

授课时间： 年 月 日 第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯 一、概述 １.苯乙烯的性质和用途 苯乙烯的化学结构式如下： 苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。具有高折射性和特殊芳香气味。沸点为145 ℃，凝固点 －30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。 苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1．1％～6．01％。 苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS ）树脂。也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。 苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生产 ABS 工程塑料；与丙烯腈共聚可得AS 树脂；与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。此外，苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业。 2．生产方法 工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外，出现了乙苯和丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新的工业生产路线，同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路线。迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力的 90％，仍然是目前生产苯乙烯的主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。本节主要介绍乙苯脱氢法生产苯乙烯。 二、反应原理 1.主、副反应 CH=CH 2 CH=CH 2

乙烯直接氧化制环氧乙烷银催化剂

《乙烯直接氧化制环氧乙烷银催化剂》 ： 班级： 学号： 成绩：

乙烯直接氧化制环氧乙烷银催化剂 摘要：要从技术现状、技术进展和发展趋势等几方面，对国外乙烯直接氧化制环氧乙烷的银催化剂的进展情况进行了综述。重点阐述了Shell催化剂、SD催化剂、VS催化剂的技术研究现状，并针对我国环氧乙烷生产装置和催化剂研究状况，提出了今后环氧乙烷催化剂的发展方向和建议。 关键词：乙烯；直接氧化；环氧乙烷；催化剂 Abstract：Advances in silver catalyst for ethylene oxide from ethylene by direct oxidation at home and abroad were re— viewed。based on the status-progress-and trend of its technology．The research status of catalysts-such a8 Shell.SD-and YS were expounded emphatically．Aiming at the process unit of ethylene and research status of relative catalyst in China．the developing direction and suggestion of the catalyst for ethylene oxide in future were put forward．Key words：ethylene；direct oxidation；ethylene oxide；catalyst

环氧乙烷罐要求

环氧乙烷罐要求 各省、自治区、直辖市质量技术监督局：环氧乙烷是一种易燃、易爆和易发生聚合反应的化学物质，在空气中1个大气压条件下爆炸极限为3％～100％容积百分浓度，因此对环氧乙烷的储存和运输要求非常严格，一般采用氮气密封。目前有些单位由于对环氧乙烷的性质了解不够，致使环氧乙烷储运设备的设计、使用和运输存在着较严重的事故隐患。为了保证环氧乙烷的储运和使用安全，我局委托全国压力容器标准化技术委员会组织有关专家，专题研究了环氧乙烷储运压力容器设计参数等问题。根据专家意见，我局提出如下要求，请各有关单位严格执行：储运环氧乙烷的压力容器，其设计参数应符合以下要求：1. 环氧乙烷汽车罐车环氧乙烷的物性数据按GB13098-91《工业环氧乙烷》确定；设计温度：-10℃～20℃；充装系数不大于0.79公斤/升；设计压力：0.8Mpa，同时应以-0.1Mpa校核罐体刚度，设计壁厚取二者较大的；外保冷材料应采用发泡玻璃，厚度应根据保冷要求确定，保温外皮不得使用铝皮；罐体材料应优先采用不锈钢或不锈钢复合板；物料装卸应采用上装上卸方式，装卸管道应为不锈钢金属波纹软管，不得采用带橡胶密封圈的快速连接接头；盛装环氧乙烷的汽车罐车应配置高纯氮气瓶，并应设有与罐体连接的接口；置换用氮气纯度应不低于99.9％，氮封中的氧含量不得大于0.5％；密封垫片应采用聚四氟乙烯材料，禁止使用石棉、橡胶材料；汽车罐车应带有阻火器装置. 2.固定式环氧乙烷储罐操作温度范围：-10℃～20℃；设计压力根据氮封系统压力确定；环氧乙烷储罐应设置水冷却喷淋装置，并应有充足的水源提供。其它要求应符合上款环氧乙烷汽车罐车中、、、、和的要求。盛装环氧乙烷的汽车罐车，除应符合本文要求之外，还应符合《液化气体汽车罐车安全监察规程》和相应国家标准的规定。严禁使用盛装其它介质的汽车罐车充装或改装后充装环氧乙烷。三．已具备液化气体汽车罐车制造资格的单位，制造环氧乙烷汽车罐车之前，须严格按《罐车规程》的有关规定，报我局审批。

环氧乙烷灭菌器灭菌验证报告

***环氧乙烷灭菌验证报告文件编号***文件版本A/0 生效日期2012年12月12日 文件分发明细 副本： □总经理□管理代表□副总经理 □生产技术部□生产部□质量部 □供销部□总经办 正文：文控中心盖受控章 制订审核批准 制订日期2012年12月 30日 审核日期 2012年12月 30日 批准日期2012年12月30日 修改记录 版号修改状态修改内容制订/日期审核/日期批准生效/日期

目录 1. 目的...................................................................... 2. 范围...................................................................... 3. 引用文件和标准............................................................ 4. 确认小组.................................................................. 设备和材料................................................................ 6. 操作流程及参数............................................................ 灭菌产品的装载及监测传感器的分布 .......................................... 8. 安装确认.................................................................. 9. 运行确认.................................................................. 10. 物理性能确认.............................................................. 11. 生物性能确认结果.......................................................... 12. 产品安全性能确认.......................................................... 13. 过程的异常和方案修改...................................................... 14. 产品二次灭菌.............................................................. 15. 结论...................................................................... 16. 附件目录..................................................................

环氧乙烷工艺参数及主要设备

（二）CO2脱除及EO吸收(200#单元) 一、反应产品冷却和EO吸收 反应产品气体经过二次冷却后，温度降到135（138）℃，然后与K-301来的气体混合。这股气流在产品第二冷却器E-203中，与从EO吸收塔C-203中来的富吸收液进行交换，进一步冷却到51(53)℃；富吸收液从41(42)℃被加热到67（69)℃。 冷却后的反应产品气体进到EO吸收塔C-203(在2000年扩能改造中此塔内件改为规整填料)的急冷部分。气体中的一些杂质，如少量有机酸、微量分解的抑制剂被碱性急冷循环液吸收（部分EO反应器生成的甲醛也在这里脱除）。 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。 依靠五层减震浮阀塔塔板上的两级热传递实现急冷段的热平衡。急冷液的循环速率为160m3/hr。 离开急冷段的气体在35℃下用贫吸收液洗涤以回收E0，苛性碱连续加到贫吸收液中维持PH值在7.3～7.5之间，以确保脱除气体中残余的少量酸性化合物。

为保证在有33块塔板（采出板上面）的EO吸收塔中，EO的吸收率达到99.6%（包括急冷排放和乙二醇的生成），吸收剂的流量定为258.8 m3/hr（EOC），塔的内径定为3000mm。系统需要消泡，因此把消泡剂加到贫吸收液中(消泡剂应为无硅的)。 富吸收液从第六层塔板（采出板）引出，温度为41℃。为防止高压循环气串入压力较低的EO解吸塔，并由此排至大气，在富吸收液管道上安装了一个开关阀，低液位开关会引起此阀动作。同样，如果进塔的贫吸收液中断，贫吸收液管道上的开关阀亦可通过回流保护系统关闭。低压差同样会引起氧气停车系统联锁（延时3分钟）。 EO吸收塔的压力，以及循环气管道（从反应器进料到循环气体压缩机入口）的压力是通过排放少量（0.18%）EO吸收塔塔顶气体，从而降低惰性组分含量来控制的。设计排放速率为299（301）kg/hr。此外，循环压缩机密封点处、法兰接头、采样点、排放阀和仪器取样等都会造成少量损失，从而减少所需的正常排放量。 二、EO解吸和乙二醇脱除 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

环氧乙烷装置简介

环氧乙烷、乙二醇装置简介和重点部位及设备(图文) 一，装置简介 (一)EO/EG(环氧乙烷/乙二醇)行业发展史及生产现状 1，EO/EC行业发展史 环氧乙烷是石油化工的重要原料，广泛用作防冻液、冷却剂以及纤维和塑料生产的原料，还大量用于生产非离子表面活性剂，乙二醇醚、乙醇胺、防腐涂料以及其他多种化工产品。EO、EG成为聚乙烯和聚氯乙烯之后的第三大乙烯衍生物。 世界上发现环氧乙烷这种化学物质的时间可以追溯到1859年。当时德国化学家伍兹(Wurtz)用2—氯乙醇与氢氧化钾溶液进行液相反应时，首先制得了EO这种产物，20世纪60年代以前生产20的主要方法氯乙醇法a9来自于他的研究成果。 1931年，法国的勒福特(Lefort)成功完成了在银催化剂上用空气直接氧化乙烯制取EO 的实验，并开发了以空气为氧化剂的直接氧化法。1938年，美国联合炭化物公司(UCC)采用此方法建成了世界上第一座直接氧化法生产EO的工厂。 1953年，美国科学设计公司(即本装置的专利商SD公司)也开发了以空气为氧化剂的SD 技术，并建成了2。7XI04t/a的生产装置。 第二次世界大战后，由于肋的需求量增加，原料乙烯随着石油化工的发展而廉价易得，纯氧的供应又有来源，世界上一些工业发达的国家便对直接氧化法加强了改进的研究。1958年，美国壳牌油晶开发公司(ShellOilDevelopmentCo.)最先完成了以纯氧替代空气直接氧化乙烯制取EO的实验，开发了SheH技术。随即建成了一座2XI04t/a的工业装置。此后，空气法和氧气法就成了世界生产EO的两大主要方法。原先占统治地位的氯乙醇法逐渐被淘汰。 空气法使用空气做氧化剂，氧化反应分为二段或三段完成，系统中因为大量气体循环，需要相应规模的吸收、解吸、空气压缩以及净化等设备，显然，工艺流程比较复杂，动力消耗也较大;而且，系统中惰性气体含量多，循环排空量大，乙烯损失也较大。而氧气法由于工艺流程较短，反应物浓度高，虽然反应转化率低一些，但是选择性高，损失乙烯少得多。因此，纯氧直接氧化法的经济效益远远高于空气直接氧化法。另外，20世纪70年代以后，随着石油化工工业工程能力和对石油化工产品需求的飞速发展，EO生产装置的规模不断扩大，空气法生产EO的技术经济指标远远落后于纯氧氧化法。因此世界上空气法生产EO的装置逐步被淘汰，要么这些装置进行技术改造转变成纯氧氧化法，要么干脆关闭了。 从世界EO/EG的生产技术上，形成了Shell、SD和UCC三家居于统治地位的格局，而且三家均采用乙烯在银催化剂上进行纯氧氧化这一基本化学原理。乙二醇(MEG)及其同系物二乙二醇(DEG)和三乙二醇(TEG)都是非常重要的有机原料。现代乙二醇的生产均是采用EO水合反应生成。一般地，现代生产装置都是联合生产E0和EG产品。 远在1859年，人们就可以通过乙二醇二醋酸酯和氢氧化钾进行水解制取乙二醇。到1860年由环氧乙烷水解法制取乙二醇的试验成功。1904年，用乙二醇又合成了硝化乙二醇酯，

乙烯直接氧化制环氧乙烷银催化剂

《乙烯直接氧化制环氧乙 烷银催化剂》 姓名: 班级: 学号: 成绩: 乙烯直接氧化制环氧乙烷银催化剂 摘要:要从技术现状、技术进展与发展趋势等几方面,对国内外乙烯直接氧化制环氧乙烷得银催化剂得进展情况进行了综述、重点阐述了Sheｌl催化剂、ＳD催化剂、VS催化剂得技术研究现状,并针对我国环氧乙烷生产装置与催化剂研究状况,提出了今后环氧乙烷催化剂得发展方向与建议。 关键词:乙烯;直接氧化;环氧乙烷;催化剂 Abｓtract:Advances ｉｎsｉlverｃatalyｓｔfｏｒｅthylｅne ｏｘidｅfrom ethyleｎe by direcｔoxidation at home anｄａbｒoａd were ｒe—ｖｉｅweｄ。ｂased on the status-ｐroｇress－anｄtreｎｄof ｉts technoｌogy.Ｔhe rｅsｅarch staｔus of catalｙsts-ｓuｃh a8 Sｈｅlｌ、SD-ａnｄYS ｗｅre expounｄｅd emphａticaｌｌy.Aｉｍｉng aｔtｈe prｏcｅｓｓｕnｉt of et ｈylｅne ａnｄresearch stａtus of reｌaｔｉveｃatalyｓt in Ｃhiｎａ.the deveｌｏpiｎｇdｉrection ａnd ｓuggestｉon of the catａlyst ｆｏr ethylenｅoxide in futurｅwere put foｒwａｒd. Ｋey wｏｒds:ethyｌｅｎe;direct oxidａtioｎ;ｅthylｅne ｏxide;catalyｓt

环氧乙烷安全设计

编号：SM-ZD-90337 环氧乙烷安全设计 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改

环氧乙烷安全设计 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1工艺简述 生产环氧乙烷与乙二醇是采用以乙烯为原料，用纯氧进行氧化的工艺路线。简要工艺流程是将乙烯、纯氧、致稳甲烷以一定的比例与循环气混合送入氧化反应器，在银催化剂作用下进行氧化反应，生成环氧乙烷。反应温度200-290℃，反应压力2MPa。反应生成的环氧乙烷气体用水吸收其中的环氧乙烷，再经解析、精馏，得到纯净的环氧乙烷。 将纯净的环氧乙烷与水按一定比例送入乙二醇反应器，反应生成乙二醇。再经蒸发、脱水、精馏得到产品乙二醇。 该装置的物料乙烯和环氧乙烷都是易燃、易爆物质，且有毒；乙二醇可燃，有轻毒。 2重点部位 2.1氧化反应器乙烯与纯氧的氧化反应在氧化反应器中进行，反应产物是环氧乙烷。由于乙烯、环氧乙烷都是易燃易爆物质，且又有氧存在，因此如果控制不好，就可能发

环氧乙烷灭菌器作业指导书

环氧乙烷灭菌器 作业指导书 一、操作流程： 1.将消毒物品放置进消毒仓内，不能靠内壁放置，不能超过总容量 的80%； 2.放置好消毒物品后，将消毒仓门关闭，拧紧舱门螺栓，至密封条 有明显压痕为止； 3.确保舱体后面的手动加水及手动排残按钮关闭，打开水源及电 源； 4.电源打开的时候，会出现嘀嘀的报警声，此时机器自动加水，大 约持续5秒钟。如长时间不用之后第一次开机，自动加水容易加不满，此时应打开机器背面的手动加水按钮，至溢流口排水为止。 加水完毕后，按两次操作面板的开始按钮，自动进入抽真空阶段，负压达到3个的时候，自动停止。 5.机器内负压达到3个之后，自动进入加热阶段，大约需要半个小 时左右，温度上升到50摄氏度之后，自动抽真空至60个负压。 达到60个负压时，机器发出报警声，此时应手动加入环氧乙烷气体。 6.加入环氧乙烷气体时，先打开连接机器的气阀，然后尽量缓慢的 打开气瓶开关，加药量应尽量精确控制，气瓶气阀不要打开太大，以免加药量多浪费。 7.在负压下降到4的时候，马上关闭气瓶开关，可根据实际情况适

当调整，比如在负压到4.2左右的时候即可开始关闭。关闭气瓶阀门后，将连接机器的气阀关闭。 8.加入环氧乙烷气体后，机器自动进入灭菌过程，大约为5个小时， 之后为1.5小时左右的排残过程。全部为机器自动运行，可不用一直盯着。 9.消毒全过程结束后，屏幕显示END字样，松开消毒仓螺栓后， 门如果无法打开，表示舱内存有负压，可打开机器后方手动排残按钮，待舱内无负压后即可打开舱门。 10.打开舱门后，将舱门保持10分钟左右的敞开状态，让残留的环 氧乙烷气体排出，之后拿出消毒物品至通风环境晾3-12个小时，排除环氧乙烷残留。 二、注意事项： 1.进水阀门可根据水压调整，过大浪费，过小则造成进水时间长 2.环氧乙烷瓶体应避免阳光直射，环境温度不可过高，放置于通风 阴凉环境内，远离火源及热源。 3.平时机器不用的时候，将水箱内的水排出，水电阀门全部关闭。 4.排残及溢流的管路必须固定，以免因来回甩动脱离下水口，导致 环氧乙烷气体泄漏。 5.液体、粉尘、油剂、一头通透一头堵死的管状物等不能消毒，以 免负压环境破坏消毒物品；如用袋子密封消毒，袋子内应尽量少存在气体。 三、设置：

年产13400吨环氧乙烷的固定床第一反应器

辽宁科技学院 课程设计 课程名称：化学反应工程课程设计 学生姓名：学号： 学院：生物医药与化学工程学院 班级：指导教师： 2012年1 月

设计任务书 题目：年产13400吨环氧乙烷的固定床第一反应器 1.设计条件 （1）技术指标年工作287天，反应后经分离、精制过程，回收率为90%，第一反应器所生产产品占总产量的90%，要求年产13400吨 （2）反应器操作条件 进料温度483K、反应温度523K、反应压力981KPa、空速需查5000h-1；转化率20%，选择性66% 。 （3）催化剂球形催化剂（以银为催化剂）D P =5mm，空隙率ε=0.48 （4）反应器形式第一反应器采用列管式固定床反应器，管径为Ф27mm×2.5mm,管长8mm,催化剂充填高度5.7m。 （5）换热条件采用道生油强制外循环换热，道生油进口温度503K,出口温度508K,道生油对管壁给热系数α0 = 2717Kj/(m2·h·K)。 （6）原料气组成 组分C2H4CO2O2N2 含量（mol%） 3.4 7.7 5.6 83.3 2.设计要求 （1）搜集和整理物性数据，确定设计任务书中没有给定工艺参数； （2）反应过程的物料衡算与热量衡算； （3）反应器的主要工艺尺寸的确定、反应器内管子数量计算； （4）催化剂用量和床层压力降的计算； （5）绘制有关图纸 3.设计成果 （1）设计说明书一份 设计说明书的内容应包括：设计任务书，摘要，Abstract,目录，概述（环氧乙烷的性质），设计方案确定，工艺计算，设计结果汇总，设计评述与讨论，参考文献，致谢。 ①设计方案的确定：环氧乙烷生产方法的确定、催化剂的选择、生产工艺条件的确定（反应温度、压力、空速）环氧乙烷生产工艺流程。 ②工艺计算：反应原理、原料组成、反应器条件、物料衡算、热量衡算。 ③反应器设计：催化剂用量、反应器的基本尺寸、床层压力降计算、传热面积的核算（给热系数、总传热系数、传热面积的核算）反应器直径的确定 ④设计评述与讨论：对自己完成的设计进行总结，取得了哪些成果，尚存在哪些问题或不足，以及改进的意见和措施。 （2）设计图纸——生产系统的工艺流程图（2#图纸）；主设备图（2#图纸），以及温度转化率、压力与床层高度的曲线。