1、最新年产5.5万吨环氧乙烷乙二醇车间环氧乙烷合成工段工艺设计（精品） 给力的多多支持关注的店希望留着明天 继续加油奋斗关注内容摘要本文是对年产 5.5 万吨环氧乙烷 / 乙二醇车间环氧乙烷合成工段的工艺设计。本设计依据中国石油天燃气有限责任公司抚顺石化乙烯分厂环氧乙烷生产工段的工艺过程，在实际生产理论的基础上，制定合理可行的设计方案。本文主要阐述了环氧乙烷在国民经济中的地位和作用、工业生产方法、生产原理、工艺流程。采用 excel 工作表对主要设备如：混合器、反应器、环氧乙烷吸收塔、二氧化碳吸收系统，环氧乙烷解吸塔，冷凝器，脱轻组分塔等进行物料衡算，对环氧乙烷反应器，进料 - 产品第一换热器，
2、冷却器等六个设备进行热量衡算，并对环氧乙烷反应器和换热器进行设备计算。对脱轻组分塔进行了详细的设备计算和校核，确定了操作参数、设备类型和材质，使用 CAD 绘制相应的工艺流程图。最后对此工艺过程可能存在的安全隐患及相应措施做了简要说明。关键词： 环氧乙烷；工艺流程；反应器；AbstractIn this paper, the refinery stage technological design of epoxyethane /ethylene glycol workshop was described, which was based on the output of 55,000 ton
3、epoxyethane per year. This design was based on the technics process of China Petroleum and natural gas limited liability company in Fushun Ethylene Plant workshop, the feasible design scheme was set down according to the theory of practicality production. In this paper, the position and the function
4、 in the national economy, the produce methods in industry, the principle of produce, process were interpred. For the main equipments such as:mixtor, reactor, the absorb tower of epoxyethane,the absorb system of carbon dioxide,the stripper of epoxyethane,condenser, the dehydrogenation components of t
5、he tower etc. calculating of material balance were done by using microsoft excel, calculation of energy balance were carried on for the epoxyethane reactor, heat exchanger,and condenser etc six equipments in all. And equipment calculations for reactor, heat exchanger etc .The dehydrogenation compone
6、nts of the tower were carried on detailed equipment calculations and checking. The parameters, equipments types and material were confirmed, by using CAD corresponding technics process chart for the high purity epoxyethane rectifier was draw. Finally, a brief explanation to the most possible existed
7、 dangers and correspond measures for the production process were given.Keyword s : epoxyethane; process; reactor;内容摘要 iAbstract ii目录 iv1 引言 11.1 环氧乙烷在国民经济中的地位和作用 11.2 环氧乙烷在国内外的发展动向 21.2.1 生产技术 21.2.2 技术发展动向 21.3 环氧乙烷的市场需求状况 32 工艺概述 52.1 环氧乙烷的性质 52.1.1 EO 的物理性质 52.1.2 EO 的化学性质 52.2 生产方法的评述及选择 62.2.1
8、氯醇法 62.2.2 直接氧化法 62.3 环氧乙烷的生产原理 72.3.1 氧化反应原理 72.3.2 二氧化碳脱除原理 82.4 工艺流程 93 物料衡算 123.1 物性数据 123.2 设计依据 123.3 循环系统的物料衡算 133.3.1 计算依据 133.3.2 混合器 143.3.3 反应器 183.3.4 环氧乙烷吸收塔 243.3.5 排放系统 283.3.6 CO 2 的吸收系统 303.4 环氧乙烷解吸塔（ C204 ） 323.5 环氧乙烷塔顶冷凝器（ E301 ） 353.6 环氧乙烷塔顶冷凝器（ E302A ） 383.7 脱轻组分塔（ C301 ） 414 热量
9、衡算 504.1 设计依据 504.2 反应器 R-101 504.3 反应器进料 - 产品换热器 E-101 524.4 产品第一冷却器 E-102 554.5 产品第二冷却器 E-203 564.6 塔顶冷凝器 E-301 584.7 塔顶冷凝器 E-302 605 设备计算 635.1 反应器设备计算 635.2 脱轻组分塔 656 安全、环保、能量利用 716.1 工艺设备一览表 716.2 原料消耗表 716.3 能量消耗表 726.4 三废处理 726.5 厂址的选择 73致谢 75参考文献 76附录 781 引言1.1 环氧乙烷在国民经济中的地位和作用环氧乙烷 ( 简称 EO)
10、，又称氧化乙烯，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，在国民经济发展中具有举足轻重的地位和作用。从全球来看，环氧乙烷主要用作化学中间体，它主要消费于乙二醇，全球环氧乙烷产量的 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它二醇类（如聚乙二醇、二甘醇和三甘醇等）。环氧乙烷的第二大销量是用于洗涤剂的乙氧基化物产品。其它环氧乙烷的衍生产品有乙醇胺、溶剂，乙二醇醚类等。环氧乙烷也用作熏蒸消毒杀虫剂、杀菌剂以及医疗器械的消毒剂。2003 年全球环氧乙烷消费量为 1593.4
11、万 t 。 1998 2003 年年均消费增长率达到 5.6% ，预计 2003 2008 年和 2008 2013 年又分别以 4.6% 和 3.4% 速率递增，即到 2008 年和 2013 年全球环氧乙烷需求量将分别达到 1995.2 万 t 和 2358.2 万 t 。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。因经济原因，早期引进的空气
12、法环氧乙烷装置大多也改造为氧气法。1.2 环氧乙烷在国内外的发展动向1.2.1 生产技术1922 年 UCC( 联碳公司 ) 建成首套氯醇法工业装置。 1938 年又建成了首套乙烯空气氧化法工业装置。 1958 年 Shell( 壳牌公司 ) 建成首套乙烯氧气氧化法工业装置。目前，全球环氧乙烷专利技术大部分为 Shell 、美国 SD( 科学设计公司 ) 和 UCC 三家公司所垄断，这三家公司的技术占环氧乙烷总生产能力的 90% 以上。Shell 、 SD 和 UCC 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
13、性均在 80% 以上；在工艺技术方面都有反应部分、脱 CO 2 、环氧乙烷回收组成，但抑制剂选择、工艺流程上略有差异。目前国内环氧乙烷生产厂家均采用乙烯氧气氧化法生产技术，基本为引进技术。1.2.2 技术发展动向近年来，世界上环氧乙烷催化剂、工艺技术等方面有了新的进展。在催化剂方面，目前已形成高活性和高选择性两大系列工业化催化剂。高活性催化剂系列产品为 S860 、 S861 、 S862 、 S863 ，具有初始反应温度低 (218 -225 ) 、初始选择性高 (81%-83%) 、活性和选择性下降速率慢等特点，该系列催化剂已应用于国内外 20 多家采用 Shell 技术或其他专利技术的环
14、氧乙烷生产装置中。高选择性催化剂系列产品为 S879 、 S882 ，催化剂初始选择性分别为 85% 和 88% 。SD 和 UCC 在新催化剂开发方面也取得许多进展，例如近期 SD 公司开发的固载银及含有碱金属、硫、氟和磷族元素 (P ， Bi ， Sb) ，固载银及含有碱金属、硫、 氟和或锡，固载银及含有碱金属、硫、氟和镧系金属助剂的催化剂，突破了以铼和过渡金属作助剂制备环氧乙烷银催化剂的传统方法。研制的催化剂在反应温度 232 -255 时，催化剂的环氧乙烷选择性可达 81.9% 84.6% 。UCC 公司报道了一系列催化剂研制专利，包括含锂、钠、钾、铷、铯、钡中至少一种阳离子助剂，含硫
15、化物、氟化物阴离子助剂和选自 B B 族至少一种元素组成的减少环氧乙烷完全氧化反应的银催化剂。而性能最优异的是一种含银载体用硝酸钾和高锰酸钾溶液多次浸渍制备的催化剂，这种银催化剂中含钾质量分数 1.512mg/g ，锰质量分数 37.4mg/g ，催化剂经 21 天运行试验后，环氧乙烷选择性可高达 96.6% 。1.3 环氧乙烷的市场需求状况我国最早以传统的乙醇为原料经氯醇法生产 EO 。 20 世纪 70 年代我国开始引进以生产聚酯原料乙二醇为目的产物的环氧乙烷 / 乙二醇联产装置，我国 EO 生产与应用已走上快速发展道路，至今已经引进十余套 EO 生产装置。 2003 年我国 EO 生产能力约为 1200kt/a 。随着我国聚酯与表面活性剂等领域的迅猛发展， EO 远不能满足市场需求，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。其中北京燕山石化于 2004 年将已有的 70k/a 的生产能力扩大到
