化工設計:環氧乙烷的制取
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O2中夾帶的0.00856mol,循環排放氣中含Ar為12.85%,產品環氧乙烷中含Ar 0.00631mol。
二、 課程設計內容及要求
(一) 內容
1、對環氧乙烷反應系統的物料衡算;
2、繪制環氧乙烷反應系統的工藝流程圖(一張);
3、繪制二氧化碳脫除系統的工藝流程圖(一張);
4、編制課程設計說明書(一份)。
(二) 具體要求
1、環氧乙烷反應系統的物料衡算方法參考《基本有機化工工藝學》(吳指南主編)一書。
2、繪制的帶控制點的工藝流程圖必須符合化工制圖的規范,并且字體必須工整。
3、編制的課程設計說明書應對計算過程與工藝流程的選擇以及控點的確定進行詳細的說明和解釋。
設計方案簡介
環氧乙烷 (簡稱EO)是最簡單也是最重要的環氧化合物,在常溫下為氣體,沸點10.5℃。可以與水、醇、醚及大多數有機溶劑以任意比混合。有毒,易自聚,尤其當有鐵,酸,堿,醛等雜質或高溫下更是如此,自聚時放出大量熱,甚至發生爆炸,因此存放環氧乙烷的貯槽必須清潔,并保持在0℃以下。
環氧乙烷是以乙烯為原料產品中的第三大品種,僅次于聚乙烯和苯乙烯。它的用途是制取生產聚酯樹脂和聚酯纖維的單體、制備表面活性劑,此外還用于制備乙醇胺類、乙二醇醚類等。
一、反應過程分析:
工業上生產環氧乙烷最早采用的方法是氯醇法,該法分兩步進行,第一步將乙烯和氯通入水中反應生成2-氯乙醇,2-氯乙醇水溶液濃度控制在6%-7%(質量);第二步使2-氯乙醇與Ca(OH)2反應,生成環氧乙烷。該法的優點是對乙烯的濃度要求不高,反應條件較緩和,其主要缺點是要消耗大量氯氣和石灰,反應介質有強腐蝕性,且有大量含氯化鈣的污水要排放。因此開發了乙烯直接氧化法,取代氯醇法。
工業上生產環氧乙烷的方法是乙烯直接氧化法,在銀催化劑上乙烯用空氣或純氧氧化。乙烯在Ag/α-Al2O3催化劑存在下直接氧化制取環氧乙烷的工藝,可用空氣氧化也可以用氧氣氧化,氧氣氧化法雖然安全性不如空氣氧化法好 ,但氧氣氧化法選擇性較好,乙烯單耗較低,催化劑的生產能力較大,故大規模生產采用氧氣氧化法。主要反應方程式如下:
目錄
一、設計任務書 2
二、設計方案簡介 3
三、工藝流程草圖及說明 6
四、物料衡算 9
五、計算結果一覽表 16
六、工藝流程說明 17
七、附圖 20
八、參考文獻 22
設計任務書
一、基本數據
用N2作為惰性致穩氣時的原料氣組成
組成 C2H4 O2 N2 CO2 CH4 C2H6 Ar H2O
Mol...