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

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1、年产l.5万吨环氧乙烷的固定床反应器设计年产l.5万吨环氧乙烷的固定床反应器设计目录摘要2Abstract2第一章概述3第二章环氧乙烷的性质52.1物理性质52.2化学性质6第三章设计方案的确定83.1环氧乙烷的生产方法的确定83.2催化剂的选择93.3环氧乙烷生产工艺条件的确定93.3.1反应温度93.3.2反应压力93.3.3空速103.3.4原料配比和循环比103.3.5抑制剂113.3.6稳定剂的选择113.4环氧乙烷生产的工艺流程113.4.1工艺流程概述11第四章工艺计算154.1设

2、计条件154.1.1反应原理154.1.2原料组成154.1.3反应器条件164.2物料衡算164.3热量衡算19第五章反应器的设计245.1催化剂的用量245.2确定氧化反应器的基本尺寸265.3床层压力降的计算275.4传热面积的核算285.4.1床层对壁面的给热系数的计算285.4.2总传热系数的计算285.4.3传热面积的核算295.5反应器塔径的确定30第六章结论32参考文献33致谢34年产l.5万吨环氧乙烷的固定床反应器设计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

3、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AbstractThenatureuseandproductionmethodsofOxiraneweresimplyintroduced.Introducedd

4、irectoxidationsynthesismethodsofepoxyethaneandreactionprinciple.Withfixed-bedreactorforproducingOxiranewithanannualoutputof15000tonsasexample，thecajculationsituationsofprocessoffixed-bedreactorwereintroduced.Inthedesign，wemainlycalculatedtheprocesspa

5、rameterandthesizeoftheoxidizedreactor.Accordingtothedesignconditionsandrequirements，throughconstantcalculate,heatmaterialconstantcalculateandotherprocesscalculationdesignedannuall5,000tonsofepoxyethanefixed-bedreactor,anddeterminedthereactorselection

6、andsize,calculatepressuredrop,catalystetc,designedtomeettherequirementsofthereactor.KeywordsOxirane,Fixed-bedreactor,materialbalance,heatbalance年产l.5万吨环氧乙烷的固定床反应器设计第一章概述环氧乙烷(Oxirane)又名氧化乙烯(EthyleneOxide)，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

7、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

8、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[2-5]。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