能源化工反应工程乙烯空气氧化法制环氧乙烷课程设计 .docVIP

PAGE 11 PAGE 1 反应工程课程设计 设 计 题 目： 乙烯催化氧化制环氧乙烷的反应器设计 专 业 名 称： 化学工程与工艺 姓 名： 尹润田 学 号： 101409148 系 别： 化学与化学工程系 指 导 教 师: 陈湘 设 计 时 间： 2012-5-28 至 2012-6-7 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc3320669 设计任务书 HYPERLINK \l _Toc3320670 第一章 绪论 2 1.1反应过程分析 HYPERLINK \l _Toc3320670 2 1.2催化剂的选择 HYPERLINK \l _Toc3320670 2 1.3反应器的选择 HYPERLINK \l _Toc3320670 3 1.4反应条件的分析 HYPERLINK \l _Toc3320670 3 HYPERLINK \l _Toc3320671 第二章 工艺流程及说明 4 2.1乙烯的氧化 HYPERLINK \l _Toc3320671 4 2.2环氧乙烷的吸收与解析 HYPERLINK \l _Toc3320671 6 HYPERLINK \l _Toc3320672 第三章 物料衡算 8 3.1原料气的组成 8 3.2物料衡算图及反应原理 HYPERLINK \l _Toc3320670 9 3.2反应器的物料衡算 HYPERLINK \l _Toc3320670 10 HYPERLINK \l _Toc3320673 第四章 热量衡算 12 HYPERLINK \l _Toc3320674 4.1 反应器的热量衡算 12 4.2热量衡算 14 HYPERLINK \l _Toc3320681 第五章 反应器的设计 16 HYPERLINK \l _Toc3320682 5.1催化剂的用量 17 HYPERLINK \l _Toc3320683 5.2确定氧化反应器的基本尺寸 20 HYPERLINK \l _Toc3320684 5.3床层压力降的计算 20 HYPERLINK \l _Toc3320685 5.4传热面积的核算 20 HYPERLINK \l _Toc3320689 5.5反应器塔径的确定 22 5.6设备壁厚的计算 HYPERLINK \l _Toc3320692 24 5.7 附属设备的计算 HYPERLINK \l _Toc3320692 24 HYPERLINK \l _Toc3320690 第六章 设计结果汇总 26 符号说明 HYPERLINK \l _Toc3320692 27 HYPERLINK \l _Toc3320692 参考文献 28 第一章 绪论 环氧乙烷（简称EO）是最简单也是最重要的环氧化合物，在常温下为气体，沸点10.5℃。可以与水、醇、醚及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、制备表面活性剂，此外还用于制备乙醇胺类、乙二醇醚类等。 1.1 过程分析 工业上生产环氧乙烷最早采用的方法是氯醇法，该法分两步进行，第一步将乙烯和氯通入水中反应生成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反应，生成环氧乙烷。该法的优点是对乙烯的浓度要求不高，反应条件较缓和，其主要缺点是要消耗大量氯气和石灰，反应介质有强腐蚀性，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 ，但氧气氧化法选择性较好，乙烯单耗较低，催化剂的生产