年产l.5万吨环氧乙烷的固定床反应器设计课程设计_学位论文.doc

年产l.5万吨环氧乙烷的固定床反应器设计 目录 摘 要 2 Abstract 2 第一章 概述 3 第二章 环氧乙烷的性质 5 2.1 物理性质 5 2.2 化学性质 6 第三章 设计方案的确定 8 3.1 环氧乙烷的生产方法的确定 8 3.2 催化剂的选择 9 3.3 环氧乙烷生产工艺条件的确定 9 3.3.1 反应温度 9 3.3.2 反应压力 9 3.3.3 空速 10 3.3.4 原料配比和循环比 10 3.3.5 抑制剂 11 3.3.6 稳定剂的选择 11 3.4 环氧乙烷生产的工艺流程 11 3.4.1 工艺流程概述 11 第四章 工艺计算 15 4.1 设计条件 15 4.1.1 反应原理 15 4.1.2 原料组成 15 4.1.3 反应器条件 16 4.2 物料衡算 16 4.3 热量衡算 19 第五章 反应器的设计 24 5.1 催化剂的用量 24 5.2 确定氧化反应器的基本尺寸 26 5.3 床层压力降的计算 27 5.4 传热面积的核算 28 5.4.1 床层对壁面的给热系数的计算 28 5.4.2 总传热系数的计算 28 5.4.3 传热面积的核算 29 5.5 反应器塔径的确定 30 第六章 结论 32 参考文献 33 致谢 34 摘 要 综述了环氧乙烷的性质、用途及生产方法简介了直接氧化法合成环氧乙烷的方法及反应原理。以年产l.5万吨环氧乙烷的固定床反应器设计为例，介绍固定床反应器工艺计算和结构计算情况。 根据设计条件和要求，通过物料恒算、热量恒算及其他工艺计算设计出年产l.5万吨环氧乙烷的固定床反应器，并确定反应器的选型和尺寸，计算压降，催化剂用量等，设计出符合要求的反应器。 关键词 环氧乙烷；固定床反应器；物量衡算；能量衡算 Abstract The nature use and production methods of Oxirane were simply introduced. Introduced direct oxidation synthesis methods of epoxy ethane and reaction principle.With fixed-bed reactor for producing Oxirane with an annual output of 15000 tons as example，the cajculation situations of process of fixed-bed reactor were introduced.In the design，wemainly calculated the process parameter and the size of the oxidized reactor. According to the design conditions and requirements，through constant calculate, heat material constant calculate and other process calculation designed annual l5,000 tons of epoxy ethane fixed-bed reactor, and determined the reactor selection and size, calculate pressure drop, catalyst etc, designed to meet the requirements of the reactor. Keywords Oxirane ,Fixed-bed reactor,material balance, heat balance 第一章 概述 环氧乙烷(Oxirane)又名氧化乙烯(Ethylene Oxide)，是最简单的环状醚。分子式C2H4O，分子量44.05。 环氧乙烷是以乙烯为原料的主要石油化工产品之一。世界乙烯总产量的16％用来生产环氧乙烷，环氧乙烷是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯的第二位重要化工产品。环氧乙烷还是重要的石油化工原料及有机和精细化工产品的中间体，主要用来生产乙二醇。随着精细化工的发展，环氧乙烷已成为精细化工工业不可缺少的一种有机化工原料[1]。 环氧乙烷早期采用氯醇法工艺生产，20世纪20年代初，UCC公司进行了工业化生产，之后公司基于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。50年代末，Shell公司采用近乎纯氧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，经过不断改进，目前较先进的生产方法是用银作催化