乙烯制取环氧乙烷生产工艺设计.docx
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乙烯制取环氧乙烷生产工艺设计
总论
1.1概括
环氧乙烷是重要基本有机合成原料,用途甚广,所以世界各国环氧乙烷的产量上涨较快。
当前,在乙烯系列的产品中,环氧乙烷在乙烯系统的产量仅次于聚乙烯,占第二
位。
环氧乙烷是以乙烯为原料的一个主要石油化工产品,其产量仅次于乙烯,环氧乙烷
也是一种特别重要的精美化工原料。
环氧乙烷直接使用价值很小,98%以上转变为各样衍生物。
中国石化总公司的环氧乙烷主要用于生产乙二醇。
在环氧乙烷工业衍生物中,
乙二醇据有最大的比重,即环氧乙烷主假如用来制造乙二醇,其次是生产表面活性剂等。
别的还用于制造医药、乙醇胺、油品增添剂、农药乳化剂以及杀虫剂等。
环氧乙烷是重要基本有机合成原料,用途甚广,所以世界各国环氧乙烷的产量上涨较快。
当前,在乙烯系列的产品中,环氧乙烷的产量仅次于聚乙烯,占第二位。
环氧乙烷的发展历史是漫长的。
早在1859年,法国化学家伍尔兹就发现氯乙醇与碱作用能够生成环氧乙烷,1925年美国结合碳化物公司成立了第一氯醇法环氧乙烷生产装置,因为此法生产技术简单,乙烯耗费定额低等原由,所以被宽泛采纳,长期间内成为环氧乙烷生产的独一方法,直到50年月中期此法仍据有绝对优势。
环氧乙烷-乙二醇工业经过几十年的发展,当前生产技术日臻完美,但为了适应国际上日趋增添的原油价钱,乙二醇能力可能造成的能力剩余及市场竞争,环氧乙烷-乙二醇生产技术将以节能降耗为中心发展,特别是开发高性能新式催化剂。
1.2设计的产品的性能和用途
1.2.1环氧乙烷的性能
环氧乙烷是由两个碳原子、四个氢和一个氧原子构成的。
因为它能够由乙烯氧化而制得,所以叫做氧化乙烯。
分子式为C2H4O,分子量为44。
环氧乙烷是无色的液体。
拥有醚类的香味。
与水和大多半有机溶剂能够任何比率互
溶。
比重0.8969(0/4℃),熔点-111.3℃沸点10.73℃,闪点<-18℃,熔点429℃,自
然点571℃。
环氧乙烷易燃易爆,在空气中的爆炸范围为3—100%。
在密闭容器中的纯环氧乙烷气体,用热铂丝点火时会发生爆炸。
环氧乙烷有必定毒性,在空气中同意浓度为
50PPm。
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1.2.2环氧乙烷的用途
环氧乙烷是一种有毒的致癌物质,从前被用来制造杀菌剂。
环氧乙烷易燃易爆,不易长途运输,所以有激烈的地区性。
被宽泛地应用于清洗,制药,印染等行业。
在化工有关家产可作为洁净剂的开端剂。
环氧乙烷可杀灭细菌(及其内孢子)、霉菌及真菌,所以可用于消毒一些不可以耐受高温消毒的物件。
美国化学家LloydHall在1938年获得以环氧乙烷消毒法保留香料的专利,该方法直到今日仍有人使用。
环氧乙烷也被宽泛用于消毒医疗用品诸如绷带、缝线及手术器具。
环氧乙烷有杀菌作用,对金属不腐化,无残留气味,所以可用资料的气体杀菌剂。
往常采纳环氧乙烷-二氧化碳(二者之比为90:
10)或环氧乙烷-二氯二氟甲烷的混淆物,主要用于医院和精美仪器的消毒。
环氧乙烷用熏蒸剂常用于粮食、食品的收藏。
比如,干蛋粉的储藏中常因受细菌的作用而分解,用环氧乙烷熏蒸办理,可防备变质,而蛋粉的化学成分,包含氨基酸等都不受影响。
环氧乙烷易与酸作用,所以可作为抗酸剂增添于某些物质中,进而降低这些物质的酸度或许使用其长久不产生酸性。
比如,在生产氯化丁基橡胶时,异丁烯与异戊二烯共聚物的溶液在氯化前假如加入环氧乙烷,则成品即可完整不用碱洗和水洗。
因为环氧乙烷易燃及在空气中有广阔的爆炸浓度范围,它有时被用作燃料气化爆弹的燃料成份。
环氧乙烷自动分解时能产生巨大能量,能够作为火箭和喷气推动器的动力,一般是采纳硝基甲烷和环氧乙烷的混淆物(60:
40-95:
5)。
这类混淆燃料焚烧性能好,凝结点低,性质比较稳固,不易引爆。
总的来说,环氧乙烷的上述这灯直接用途花费量极少,环氧乙烷作为乙烯工业衍生物仅次于聚乙烯,为第二位的重要产品。
其重要性主假如以其为原料生产的系列产吕。
由环氧乙烷衍生的下游产品的种类远比各样乙烯衍生物多。
环氧乙烷的毒性为乙二醇的27倍,与氨的毒性相仿。
在体内形成甲醛、乙二醇和乙二酸,对中枢神经系统起麻醉作用,对粘膜有刺激作用,对细包原浆有迫害作用。
大部份的环氧乙烷被用于制造其余化学品,主假如乙二醇。
乙二醇主要的最后用途是生产聚酯聚合物,也被用作汽车冷却剂及防冻剂。
其次用于生产乙氧基化合物、乙醇胺、乙二醇醚、亚乙基胺、二甘醇、三甘醇、多甘醇、羟乙基纤维素、氯化胆碱、乙二醛、乙烯碳酸酯等下游产品。
环氧乙烷主要用于制造乙二醇(制涤纶纤维原料)、合成清洗剂、非离子表面活性
剂、抗冻剂、乳化剂以及缩乙二醇类产品,也用于生产增塑剂、润滑剂、橡胶和塑料等。
宽泛应用于洗染、电子、医药、农药、纺织、造纸、汽车、石油开采与炼制等众多领域。
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1.3设计的产品在公民经济中的重要性及市场需求
1.3.1环氧乙烷在公民经济中的重要性
环氧乙烷(简称EO),又称氧化乙烷,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,在公民经济发展中拥有举足轻重的地位和作用。
从全世界来看,环氧乙烷主要用作化学中间体,它主要花费于乙二醇,全世界环氧乙烷
的产量的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余二醇类。
环氧乙烷的第二销量是用于清洗剂的乙氧基化物产品。
其余
环氧乙烷的衍生物产品有乙醇胺,溶剂,乙二醇醚类等。
环氧乙烷也可用作熏蒸消毒杀虫剂、杀菌剂以及医疗器材的消毒剂。
1.3.2国内外环氧乙烷的市场需求
从发展趋向看,1993年后代界环氧乙烷生产能力固然余量较大,但亚洲地区聚酯生产增添幅度较大,需从美国、加拿大和沙特入口。
10年间,世界环氧乙烷供求关系日趋均衡并向生产能力余量较大发展。
我国环氧乙烷主要用于生产乙二醇,而乙二醇在我国
主要用于聚酯纤维生产,因为聚酯纤维工业发展快速,国产乙二醇求过于供。
与西方发达国家对比,我国环氧乙烷的非乙二醇应用比率相对较低。
如用我国1993年的数据与美国、日本、西欧1991年、1992年的数据对比,美国的非乙二醇应用占环氧乙烷花费的30.5%、日本为44.9%、西欧达到60.1%,而我国只有11.8%,与乙二醇对比,环氧乙烷的非乙二醇应用下游的花色品种众多,增值率高,在公民经济中与其余行
业的关系也更为密切和复杂,所以比率的增高能够看做是加工深度的结果。
我国的差距这样之大,说明我们在这方面还有很多工作要做,也说明市场的潜力很大的。
我国非乙二醇应用的各种产品耗费环氧乙烷的比率也与发达国家有很大差别,此外,国内环氧乙烷的非乙二醇产品多半求过于供,每年要大批入口。
但同时,国内的动工率又很低,装置能力大批闲置。
我国化工技术较落伍,很多产品无论是工艺路线还是规模都低于国际先进水平,在质量和价钱上没法与外国产品竞争。
当前工业上系由环氧乙烷直接水合生产乙二醇,所以两个产品多半在同一工厂里生产,从环氧乙烷合成乙二醇的技术,是以乙烯和氧为原料,在存在银催化剂,甲烷致稳固气和二氯乙烷或氯乙烯克制剂的条件下,直接氧化生成环氧乙烷,而后环氧乙烷与水在必定分子比下于管式反响器内进行水合反响生成乙二醇,其溶液经提浓、干燥、精馏分别出环氧乙烷及其余二元醇副产品。
而跟着我省石油化工的发展,环氧乙烷供求关系由紧张转为和缓。
辽阳化纤公司可
供给1万吨左右的商品环氧乙烷,抚顺的5万吨环氧乙烷,辽化二期工程又增添3万吨
环氧乙烷的生产能力。
估计我省环氧乙烷产品将大幅度增添。
当前我省还有需用环氧乙
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烷为原料的化工厂总数不足20家,主要用于生产各样非离子表面活性剂,少量用来生
产乙二醇单醚溶剂。
估计年耗费量5000吨环氧乙烷,我省轻工业系统将在辽阳、鞍山等于“八五”期间成立千吨级的非离子表面活性剂以及工业表面活性剂为主的合成清洗
剂厂,辽化公司将在辽阳开发区筹建环氧乙烷为原料的精美化工生产厂,但从整体来看,我省当前环氧乙烷利用仍主要限于非离子表面活性剂领域,此后另有很多应用领域有待开发。
1.4简述产品的几种生产方法及特色
当前,环氧乙烷的工业生产方法有两种,即氯醇法和直接氧化法。
后者依据氧化剂的不一样,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)。
跟着科学技术的进步,近些年来世界许多国家正在探究和研究一些新的环氧乙烷合成方法,但多半处于实验阶段。
氯醇法
20~25℃()下进行乙烯次氯酸化生成氯乙醇,尔后加碱环化得环氧乙烷。
用氯醇法操作,每生产一吨环氧乙烷(80%收率)需耗费吨乙烯,2吨氯
吨石灰,同时还生成了吨氯化钙和~吨二氯乙烷副产物。
以该法生产环氧乙烷存在着耗费大批氯,排放大批工业污水,设备腐化严重等弊端。
氯醇法生产环氧乙烷包含两个基本反响:
乙烯与次氯酸反响和氯乙醇脱氯化氢反
应。
氯醇法特色:
这类生产方法对原料乙烯纯度要求不高,关于石油烃裂解气可不用分
离,直接进行混淆次氯酸化,这样既免却分别装置,又可同时制得环氧乙烷和环氧丙烷,
再加上生产流程简单,简单上马,所以关于中小型石油化工公司另有必定现实意义。
从环氧乙烷分子的元素构成来看并无氯,而实质生产中却耗费大批氯来生产氯乙醇,最后氯以氯化物的形式而变为废料,这样不只浪费氯气资源,并且污染环境难于办理,这是该法的致命弊端。
此外,在乙烯次氯酸化过程中副产盐酸,只管次氯酸化塔采纳各样防腐举措,单对设备建筑物及协助设备的腐化还是很严重的。
基于上述状况,氯
醇法渐渐为此后发展起来的直接氧化法所代替。
如美国1960年氯醇法生产的环氧乙烷占其总产量的40%,到1968年已降至10%,只有道化(DowChem)公司还采纳氯醇法,而在1971年此后,氯醇法所有被裁减。
直接氧化法
1931年,美国兰赫尔提出,于硬质玻璃管或石英管中,在300~525℃条件下,用
纯氧或空气于乙烯作用能生成环氧乙烷。
因未用催化剂,所以环氧乙烷选择性极低,副
产物好多。
同年法国莱弗特提出,在银催化剂上,乙烯直接氧化能够制得环氧乙烷,副
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产物主假如二氧化碳和水,而醛类不过印迹量。
1937年美国结合碳化物公司成立了第一个空气氧化法生产环氧乙烷的试生产装置,于1938年正式投入生产,但生产不正常,反响温度难于控制,其技术经济指标低于氯醇法。
跟着科学技术的进步,直接氧化法获取了不停发展。
1940年美国科学设计(SD)公司也成立了空气氧化法的试验装置,但到1953年才建成年产万吨空气氧化法生产环氧乙烷的工业装置。
此后,SD空气氧化法在工业上被宽泛采纳,开始逐渐代替向来占优势的氯醇法。
1958年美国壳牌开发公司发展了氧气氧化法。
在Wyandotte化学公司成立了年产近
万吨的第一个氧气氧化法生产环氧乙烷装置。
开始时氧气氧化法其实不十分完美,经精益求精,到1960年此后,氧气氧化法生产环氧乙烷装置才日趋增加起来。
因为氧气氧化法使生产获取增强,乙烯耗费定额低,且低价纯氧易得等原由,故被宽泛应用。
为便于空气氧化法和氧气氧化法的比较,先介绍一些典型的生产工艺流程。
直接氧化法生产环氧乙烷的详细工艺流程已发展了好多种。
空气氧化法历史较长,最早使用的是美国结合炭化公司的方法,简称法。
到五十年月,美国科学设计公司的空气氧化法,简称S.D.法,被宽泛采纳。
其余一些国家接踵也发展了自己的空气氧化法技术,如日本触媒化学工业公司的空气氧化法,西德虚尔斯法,意大利斯耐姆法和
蒙特卡第尼法等。
在氧气氧化法中,最早使用的是美国壳牌公司开发的方法,简称Shell
法,因为氧气氧化法在技术上较空气法更为先进,所以许多公司也发展了自己的氧气氧
化法技术,如S.D.氧气氧化法,日本化学触媒工业公司氧气氧化法,意大利斯耐姆氧气氧化法。
两种方法都可分为两个部分——氧化与提纯,两部分之间都是由循环使用的环氧乙烷汲取剂而连通。
环氧乙烷在氧化部分生成并汲取于汲取剂中,转送到提纯部分,在此精制为成品环氧乙烷。
两种方法都为了获取高选择性,乙烯的单程转变率一定保持很低,这就是说反响器出来的气体中还含有相当数目的乙烯,所以两种方法都采纳气体循环操作。
因为环氧乙烷能进一步氧化为二氧化碳和水,所以循环气体去反响器从前也都一定经汲取塔将环氧乙烷除掉。
两种方法的提纯部分是相同的,其差别不过在氧化部分。
设备数目多,流程较长占地面积较大。
别的,该法中乙烯损失较氧气氧化法大,每吨环氧乙烷耗费1~吨乙烯。
氧气氧化法设备数目较少,流程较短,设备及建厂投资较空气法少15%。
如包含空气分别装置在内则其建厂投资高于空气法10%。
别的,氧气氧化法要求纯氧及较高的乙烯进料浓度,但反响温度比空气法低10℃左右,催化剂寿命较长,该法对乙烯耗费定额
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吨。
在固定床反响器中乙烯和纯氧在银催化剂表面上,直接反响生成环氧乙烷,反响器由壳程的水汽化和致稳气带走。
N2作为致稳气用来稀释乙烯与氧气的混淆浓度,使该三
元混淆物的浓度保持在爆炸范围之外,用二氯乙烷作克制剂,克制副反响,控制主反响的选择性。
生成的环氧乙烷经乙二醇水溶液汲取、闪蒸、再汲取解吸(去脱除CO2等杂质),生成的环氧乙烷水溶液送入环氧乙烷汽提塔及其精制塔,以除掉二氧化碳等微量杂质,获取环氧乙烷产品。
由上述可知,关于大规模的环氧乙烷生产装置,一般采纳氧气法,关于有充分纯氧源供给的建厂地亦应优先发展氧气法,中等规模的生产装置要就地取材尽量优先发展氧气法。
而关于无充分氧供给的小规模生产装置,一般采纳空气法,对其详细剖析,就地取材决定生菜方法的采纳。
这就是生产方法的采纳依照。
设计任务
.1设计题目:
原料乙烯年办理量为
12吨
1.5.2设计数据
用N2作为惰性致稳气时的原料气构成
构成
C2H4
O2
N2
CO2
CH4
C2H6
Ar
H2O
mol,%
反响器的单程转变率:
15.1%
(2)
选择性:
83.8%
(3)
环氧乙烷的汲取率:
99.5%
(4)O2中夹带
,循环排放气中含
Ar为12.85%,产品环氧乙烷中含
。
设计详细内容范围及设计阶段
本次设计的内容为乙烯制取环氧乙烷生产工艺设计,详细包含以下几个设计阶段:
(1)进行方案设计,确立生产方法和生产工艺流程。
(2)对环氧乙烷反响系统的物料衡算;
(3)绘制环氧乙烷反响系统的工艺流程图(一张);
(4)绘制二氧化碳脱除系统的工艺流程图(一张);
(5)编制课程设计说明书(一份)。
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设计方案简介
环氧乙烷(沸点℃)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,别的还用于制备乙醇胺类、乙二醇醚类等。
反响过程剖析
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,可用空气氧化也能够
用氧气氧化,氧气氧化法固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,故大规模生产采纳氧气氧化法。
由乙烯环氧化反响的动力学图示可知乙烯完整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。
副反响的发生不单使环氧乙烷的选择性降低,并且对反响热效应也有很大的影响。
选择性降落热效应显然增添,故反响过程中选择性的控制十分重要。
如选择性降落移热慢,反响温度就会快速上涨,甚至产生飞温。
催化剂的选择
因为选择性在反响过程中的重要性,所以要选择选择性好的催化剂,银催化剂对乙
烯环氧化反响较好的选择性,强度、热稳固性、寿命切合要求,所以用银催化剂。
催化剂由活性组分银、载体和助催化剂构成。
助催化剂主要有碱金属、碱土金属、稀土金属化合物等。
其作用是提升活性、增大稳固性、延伸寿命。
克制剂的作用是克制非目标产
物的形成,主要有硒、碲、氯、溴等。
载体的主要功能是负载、分别活性组分,提升稳固性。
载体的构造(特别是孔构造)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别性要求载体比表面积低并且以大孔为主)。
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反响压力
加压对氧化反响的选择性无明显影响,但可提升反响器的生产能力且有益于环氧乙
烷的回收,故采纳加压氧化法,但压力高对设备的要求高花费增添催化剂易破坏。
故采纳操作压力为2Mpa左右。
反响温度及空速的影响
影响转变率和选择性的主要要素是温度。
温度过高,反响速度快、转变率高、选择性降落、催化剂活性衰败快、易造成飞温;温度过低,速度慢、生产能力小。
所以要控
制适合温度,其与催化剂的选择性有关,一般控制的适合温度在200-260℃。
另一个要素是空速,与温度对比该要素是次要的,但空速减小,转变率增高,选择性也要降低,并且空速不单影响转变率和选择性,也影响催化剂得空时收率和单位时间
的放热量,故一定全面权衡,现工业上采纳的混淆起空速一般为7000/h左右,也有更高。
以氧气作氧化剂单程转变率控制在12-15%,选择性可达75-80%后更高。
原料纯度及配比
原料此中的杂质可能给反响带来不利影响:
使催化剂中毒而活性降落,如乙炔和硫
化物使催化剂永远中毒,乙炔和银形成的乙炔银受热会发生爆炸性分解;使选择性降落
(铁离子);使反响热效应增大(H2、C3以上烷烃和烯烃);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并且增添爆炸的危险性,氢也有相同的效应,故
原猜中的杂质含量要严格控制。
(乙炔<5ppm,C3以上烃<1ppm,硫化物<1ppm,H2<5ppm)
进入反响器的混淆气构成:
因为反响的单程转变率较低故采纳拥有循环的乙烯环氧化过程,进入反响器的混淆气是由循环气和新鲜原料气混淆而成的,其构成既影响经济成效也关系生产安全。
氧的含量一定低于爆炸极限浓度,因乙烯的浓度影响氧的极限浓度并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当值(如浓
度过高,反响快,放热多,反响器的热负荷大,如放热和除热不可以均衡,就造成飞温),以氧为氧化剂为使反响不致太激烈仍须加入稀释剂,以氮作稀释剂进反响器的乙烯浓度可达15-20%,氧浓度为8%左右。
因为反响的转变率比较低,为了充分利用原料从汲取塔出来的气体须循环,因为循环气中含有杂质和反响副产物所以需要在循环从前将一部
分有害气体清除,即脱除二氧化碳。
从汲取塔排出的气体,大多半(90%)循环使用,小部分送二氧化碳汲取装置,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克制作用,但适当提升其含量对反响的选择性有益处,且提升氧的爆炸极限,故循环气中同意有必定量二氧化碳,但不宜过多,因反响产生二氧化碳所以须脱除。
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生产工艺流程简述
工艺流程简述
原料乙烯、氧气和循环气经预热后进入反响器,在银触媒作用下进行以下主要反响。
C2H4
+1O2
Ag
C2H4
(1)
2
C2H43O2
Ag
2CO2
+2H2
(2)
由反响式可知,反响器内进行的是强放热化学反响,特别是反响放热量是式
(1)反响放热量的10倍之多。
操作稍有不慎,即可加快式的反响,引起温度骤升,造成焚烧;或许操作条件颠簸,使反响进入爆炸极限地区内,引起重要事故的发生。
国内好多装置的此反响器爆炸事故,多半因氧气加入量致使氧和乙烯比率进入爆炸极限区而发生。
工艺流程草图及说明
工艺流程草图
(一)氧化反响部分
图1氧化反响
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流程草图说明
乙烯催化氧化法制环氧乙烷的工艺需注意以下两点:
(1)安全性的保障:
对此工艺,因为副反响为强放热反响,温度的控制尤其重要,若反响热未实时移走,就会致使温度难于控制,产生飞温现象。
因为是氧气做氧化剂,还存在爆炸极限的问题,所以反响气体的混淆至关重要。
可借用多孔发射器对着混淆气流的下游将氧高速发射入循环气和乙烯的混淆气中,使它们快速进行平均混淆。
为控制氧气、乙烯的浓度在爆炸
极限之内,也为使反响不致太激烈,需采纳惰性致稳气,可采纳N2或CH4做致稳气。
(2)生产经济性的保障:
对化工行业的生产工业来说,经济性是应试虑的重要要素。
为知足此要求,应想方法使反响的选择性提升,故应采纳性能优秀的催化剂,催化剂的研究开发决定着反响的选择性。
并用克制二氯化烷来克制副反响的发生。
还应试虑能量的利用律,想方法利用生产流程中各样位能的热量,充分节俭资源,降低生产成本。
新鲜原料氧气和新鲜原料乙烯与循环气混淆后,经过热互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气环氧乙烷含量仅1-2%,经热互换器利
用其热量并进行冷却后,进入环氧乙烷汲取塔。
因为环氧乙烷能以任何比率与水混淆,
故采纳水做汲取剂以汲取反响气中的环氧乙烷。
从汲取塔排出的气体,大多半(约90%)
循环使用,而一小部分需送CO2汲取装置,用热碳酸钾溶液脱除掉副反响所生成的
CO2。
送CO2汲取装置那一小部分气体在二氧化碳汲取塔中与来自重生塔的热的贫碳酸氢钾
-
碳酸钾溶液接触。
在二氧化碳作用下转变为碳酸氢钾。
自二氧化碳汲取塔塔顶排出的气
体经冷却,并分别出夹带的液体后,返回至循环系统。
二氧化碳汲取塔塔釜的富碳酸氢
钾-碳酸钾溶液经减压入重生塔,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,重生后的贫碳酸氢钾-碳酸钾溶液循环回二氧化碳汲取塔。
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工艺计算书
已知条件
原料乙烯年办理量为12万吨
用N2作为惰性致稳气时的原料气构成
构成
C2H4
O2
N2
CO
CH
C2H6
Ar
H2O
2
4
mol,%
反响器的单程转变率:
15.1%
选择性:
83.8%
环氧乙烷的汲取率:
99.5%
O2中夹带,循环排放气中含Ar为12.85%,产品环氧乙烷中含。
图2乙烯催化氧化制取环氧乙烷得物料衡算框图
此中:
FF
新鲜原料气
MF
原料混淆气
RP
反响混淆气
SP
混淆分别气
RC
循环气
P
产品环氧乙烷
W
排空废气
SPC
未脱除二氧化碳的循环气
TC
脱除的二氧化碳SRC
脱除二氧化碳的循环气
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衡算过程
依据生产任务,原料乙烯年办理量为12万吨,若按年工作日300天,每日开动设备24小时计算
12
104
103
乙烯办理量=
24
300
28
进入的原料气总量=
衡算基准:
以单位时间进入反响器的混淆原料气为基准衡算范围:
以下各步的衡算范围如图2虚线框所示
(2)以反响器为衡算范围,确立反响混淆气(RP)构成
反响器中的主要反响方程式:
主反响方程式:
平行副反响方程式:
原料混淆气(MF)各组分摩尔数的变化
△(C2H4)
×18%×